ПОРЯДОК РАСПОЛОЖЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ

ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫХ К РАБОЧЕМУ ЧЕРТЕЖУ

ДЕТАЛИ

Методические указания к лабораторной работе

 

 

Самара

Самарский государственный технический университет

2013

 

Печатается по решению методического совета факультета МиАТ

 

 

УДК 621.91

 

Кургузов Ю.И.

Анализ технических требований, предъявляемых к рабочему чертежу детали:Методические указания к лабораторной работе / Сост. Кургузов Ю.И. - Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2013. – 40 с., ил.

 

 

Приведено понятие рабочего чертежа детали и её исполнительных поверхностей. Указаны формы представлений технических требований, порядок их записей и размещения на чертежах. В качестве примера выполнен анализ технических требований, предъявляемых к детали «Крышка подшипника».

Предназначены для бакалавров, обучающихся по направлению 151900.

 

 

Рецензент: доцент, к.т.н. В.И.Петрунин

 

УДК 621.91

 

© Ю.И. Кургузов, составление, 2013

© Самарский государственный

технический университет, 2013

 

 

Лабораторная работа №1

АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ,

ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫХ К РАБОЧЕМУ ЧЕРТЕЖУ ДЕТАЛИ

 

На данных лабораторных занятиях у каждого студента объектом работы является рабочий чертёж детали из альбома [1].

 

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

Рабочим чертежом детали называется графический конструкторский документ, содержащий минимальное, но достаточное количество изображений детали, все размеры, необходимые для ее изготовления и контроля, данные о материале, шероховатости поверхности и технические требования.

Рабочий чертёж должен соответствовать техническим требованиям, сформулированным единой системой конструкторской документации (ЕСКД) и выраженным стандартами ГОСТ 2.301-68 – ГОСТ 2.316-68. Деталь должна быть изображена в том виде, в котором она поступает на сборку. На практике деталь в виде тела вращения, независимо от её расположения в сборочной единице, всегда располагают на чертеже с горизонтальной осью.

Студент должен понимать, что технические требования предъявляются, как правило, не к одной, а к партии деталей, изготавливаемых в производственной обстановке. Как следует из определения рабочего чертежа, кроме требований, связанных с грамотным оформлением чертежа, существуют требования, связанные с обеспечением требуемого качественного изготовления деталей. Любая деталь из партии деталей должна выполнять своё служебное назначение в каком-либо изделии. Иными словами, каждая деталь создаётся для решения какой-то конкретной задачи и выполняет возложенное на неё назначение своими поверхностями и материалом, из которого она изготовлена.

В широком смысле реальные поверхности получают последовательными изменениями формы какого-либо исходного предмета с помощью различного технологического оборудования, эксплуатируемого в различных непрерывно изменяющихся производственных условиях. В последующем курсе «Основы технологии машиностроения» подробно будет показано, что влияние таких условий на качество изготовленных изделий характеризуется случайными функциями и связано с появлением не заметных, на первый взгляд, отклонений от исходных номинальных значений, отличающих одну деталь от другой. Таким образом, отклонение представляет собой алгебраическую разность между действительным и номинальным значением.

Чтобы деталь, имеющая отклонения размеров и физико-механических свойств, по-прежнему выполняла своё служебное назначение, необходимо знать величины допускаемых отклонений. Именно эти величины составляют основную часть технических требований, отражаемых в рабочих чертежах, и образуют так называемое поле допуска, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Так, каждый размер, проставленный на чертеже, имеет своё поле допуска. Размеры могут быть макро- и микрогеометрическими, но на поле чертежа они проставляются в миллиметрах и только допустимая шероховатость поверхностного слоя изображается в микрометрах. Если фактический (действительный) размер поверхности готовой детали вписывается в поле допуска, то она признаётся годной, что удостоверяется по результатам её измерений, производимых с помощью контрольных средств.

Таким образом, допуски отражают состояние поверхностей деталей, пригодных для осуществления сборочного процесса. Правила оценки состояния поверхностей могут быть записаны в виде текстовой части (надписей) или в условных обозначениях, регламентированных стандартами ЕСКД:

- ГОСТ 2.109—73 [2] (основные требования к чертежам);

- ГОСТ 2.307—68 [3] (нанесение размеров и предельных отклонений);

- ГОСТ 2.308—79 [3] (указание предельных отклонений формы и расположения поверхностей);

- ГОСТ 2.316—68 [3] (правила нанесения на чертежах надписей, технических требований и таблиц);

- ГОСТ 2.309—73 [4] (нанесение обозначений шероховатости поверхностей).

Предпочтительнее использовать в чертежах условные обозначения. Текстовую часть, надписи и, в ряде случаев, таблицы включают в чертёж, когда содержащиеся в них данные, указания и разъяснения невозможно выразить графически или условными обозначениями.

Наименование материала, его марка, сорт и другие сведения указывают в основной надписи в соответствии с ГОСТ 2.109—73. Состояние материала детали также отображается полем допуска, например, допуском механических свойств. Чаще всего это касается твёрдости её поверхностей, толщины нанесённого покрытия, реже - предела прочности материала и других характеристик.

Текстовую часть помещают не только в основной надписи (угловом штампе), но также и над ней в определённом порядке с соблюдением нумерации. Ширина колонки текстовой части не должна превышать 185 мм.

 

ПОРЯДОК РАСПОЛОЖЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ

НА ЧЕРТЕЖЕ

 

Сначала следует заметить, что на рабочем чертеже заголовок «Технические требования» не пишут. ГОСТ 2.109-73 не допускает также размещения на чертежах технологических указаний. Технические требования вносят в чертёж в следующем порядке.

1.1. Требования к свойствам материала, полученным в результате обработки.

Выражаются условными обозначениями или надписями. Например, надпись на линии-выноске (рис.1) означает, что часть цилиндрической поверхности на длине l должна быть подвергнута обработке (например, цементации - насыщению поверхности малоуглеродистой стали углеродом) на глубину h = 0,8 … 1,2 мм, а затем – закалке токами высокой частоты.

	Качество поверхности после термообработки оценивается твердостью по шкале Супер-Роквелла HRCэ 59 … 62. В чертежах встречается также твёрдость, определённая по шкале Роквелла и обозначаемая HRC. Согласно ГОСТ 8.064-79, твёрдости HRCэ 59 … 62 соот-
Рис. 1. Пример надписи требования, предъявляемого к свойствам материала детали

ветствует твёрдость HRC 58 … 61.

Если необходимо произвести закалку всей детали, то в текстовой части, размещаемой над основной надписью, указывают твёрдость HRC_э 40 … 45. Там же в тексте сначала может быть записана, например, твёрдость заготовки в состоянии поставки по шкале Бринелля HB 192 … 228. Такая твёрдость чаще всего характеризует отожжённое состояние материала после его пластического деформирования. Отжиг способствует в дальнейшем улучшению обрабатываемости металла резанием.

Для ответственных деталей могут быть отмечены другие показатели механических свойств, например, _в > 130 МПа (предел прочности), а _н 90 Нм / см ² (ударная вязкость).

Если для изготовления детали предусматривается использование заменителей материала, то их указывают в текстовой части технических требований.

1.2. Требования к размерам (указанным на чертеже, а также к формовочным, штамповочным радиусам, литейным уклонам и пр., указанным в надписях).

На чертежах деталей у размеров, контроль которых технически затруднён, или у справочных размеров, не подлежащих выполнению по данному чертежу, наносят знак «*» (или сочетание нескольких знаков), а в технических требованиях помещают соответствующую надпись «* Размеры обеспечиваются инструментом» или «* Размеры для справок». Такой же знак употребляется около установочных и присоединительных размеров, по которым деталь устанавливают при сборке или присоединяют к другой детали. В последнем случае размеры, получаемые совместно, обозначают в чертежах сопрягаемых деталей в квадратных скобках. Здесь допустимо технологическое указание, например, в виде «Поверхность А обработать совместно с дет. … , выдержав размер Б».

Другие примеры надписей, входящих в п. 2: «* Неуказанные радиусы наружных закруглений R = 2 мм max, внутренних закруглений R = 4 мм max»; «*Размеры и шероховатость после покрытия»; «** Размер с припуском на пригонку по детали …»; «** Обработать по сопрягаемой детали …». Последнюю запись часто употребляют у размеров, определяющих положение отверстий под штифты.

	На рис. 2 показано требование, изображённое на линии-выноске, к трудно контролируемым размерам, полученным при накатке поверхности. Выносная линия отводится от линии видимого контура, поэтому в отличие от линии, показанной на рис. 1, заканчивается стрелкой.
Рис. 2. Требование к трудно контролируемым размерам

1.3. Требования к точности размеров, формы и относительного расположения поверхностей детали.

Более подробные сведения о точности деталей, об отклонениях, выборе и расчёте допусков будут рассмотрены в параллельном курсе «Метрология, стандартизация, сертификация». В рамках настоящей работы студенту лишь требуется понять, как отражаются требования к точности на чертежах деталей и какова степень точности у той или иной поверхности.

Точность размеров. Степень точности оценивается квалитетом. Единая система допусков и посадок (ЕСДП), применяемая в машино- и приборостроении, устанавливает 19 квалитетов, имеющих номера 01; 0; 1; 2 … 16; 17. Допуск на любую поверхность по какому-либо квалитету в тексте может быть записан условным обозначением, например, IT6 – допуск по 6-му квалитету, IT14 – допуск по 14-му квалитету. Квалитеты свыше 14-ого считаются грубыми, т.к. имеют большие поля допусков (от десятых долей миллиметра до целых чисел). С такой точностью получают стальные и чугунные заготовки методами литья, горячей штамповки и ковки. Повышение точности размеров связано с последующей механической обработкой поверхностей на металлорежущих станках. На начальном этапе механической обработки обеспечивается получение размеров по IT14 … IT12, на заключительных этапах – по IT11 … IT6. Числовые значения допусков по ГОСТ25347-82 [5] приведены в таблице П1 Приложения.

Расположение полей допусков в ЕСДП относительно номинальных размеров, их условное обозначение для валов (охватываемых деталей) и отверстий (охватывающих деталей) показано на рис. 3. Положение полей допусков определяется основным отклонением. Так называется ближайшее к нулевой линии предельное отклонение, ограничивающее поле допуска с одной стороны.

Прописными буквами здесь и далее обозначены основные отклонения отверстий, а строчными – валов. Условное обозначение поля допуска размера включает буквенное обозначение основного отклонения и квалитета, например, для валов h6, d11, для отверстий Н6, D11. Видно, что отрицательные отклонения на поверхностях валов и положительные отклонения в отверстиях (буквы алфавита от с до h) образуют в соединении этих деталей зазор (подвижное соединение), а положительные отклонения на валах и отрицательные отклонения в отверстиях (буквы алфавита от р до t) – натяг (неподвижное соединение).

 

Рис. 3. Положение полей допусков относительно номинальных размеров

валов и отверстий и их условные обозначения

 

Согласно стандартам на чертежах после номинального размера можно наносить предельные отклонения линейных размеров, например, в виде условных – Ø20Н7, Ø20f7, числовых - Ø20^+0,021, Ø20 , а также комбинированных - Ø20Н7 (^+0,021), Ø20f7 обозначений полей допусков. Следует обратить внимание на то, что, во-первых, предельные отклонения, равные нулю, как в случае Ø20^+0,021, где нулём является нижнее отклонение, не указывают; во-вторых, число знаков в верхнем и нижнем отклонении должно быть одинаковым (в ряде случаев с добавлением нулей).

У размеров низкой точности (так называемых свободных размеров) предельные отклонения чаще всего не изображают, а в технических требованиях делают запись: «Неуказанные предельные отклонения размеров: валов - h14, отверстий – Н14, остальных - ± » или короче «h14, Н14, ± ». Знак «±» свидетельствует и симметричном расположении поля допуска размера. На рис. 3 такое поле обозначено для отверстий - J _s, для валов - j _s. Предельные отклонения угловых размеров отмечают только в числовом выражении.

Числовые значения допусков размеров для различных полей допусков приведены в табл. П2 … П4 Приложения. Поле допуска fg6, еf7 взято из дополнительного ряда полей допусков по ГОСТ 25347-82 и приведено в табл. 1. В эти поля допусков попадают размеры деталей 6 – 10 квалитетов с гладкими сопрягаемыми элементами, на поверхности которых наносят покрытия.

Точность формы и расположения поверхностей. Предельные отклонения формы и расположения поверхностей указывают на рабочих чертежах также условными обозначениями или текстом.

Более подробные сведения об отклонениях формы и расположения рассмотрены в лекционном материале данной дисциплины.

 

 

Таблица 1

Числовые значения полей допусков дополнительного ряда по ГОСТ 25347-82

Размеры, мм	Предельное отклонение поля допуска, мкм
fg6	ef7
От 1 до 3	-4 -10	-10 -20
Св. 3 » 6	-6 -14	-14 -26
» 6 » 10	-8 -17	-18 -33
» 10 » 18	-11 -22	-24 -42
» 18 » 30	-13 -26	-30 -51
» 30 » 50	-17 -33	-36 -61

 

Для проведения анализа технических требований, предъявляемых к конкретным деталям, целесообразно привести с соблюдением ГОСТ 24643-81 [6] числовые значения предельных отклонений (табл. 2), их условные обозначения в соответствии с ГОСТ 2.308-79 [7] (табл. 3) и примеры их применения на чертежах.

 

Таблица 2

Числовые значения допусков формы и расположения поверхностей, мкм

0,1

0,12 1,2 120 1200

0,16 1,6

0,2

0,25 2,5

0,3

0,4

0,5

0,6

0,8

При условном обозначении данные о предельных отклонениях формы и расположения поверхностей указывают в прямоугольной рамке, разделённой на две или три части, в которых последовательно размещают знак отклонения по табл. 3, предельное отклонение в миллиметрах и буквенное обозначение поверхности, к которой относится отклонение расположения.

Рамка соединяется с поверхностью, к которой относится предельное отклонение, прямой или ломаной линией со стрелкой (рис. 4). Если соединительная линия является продолжением размерной линии (рис. 4,а), то предельное отклонение торцового биения, равное 0,1 мм, относится к оси цилиндра диаметром d. Здесь же указано требование обеспечения круглости этого цилиндра с предельным отклонением 0,05 мм. На рис. 4,б показано условное обозначение предельного отклонения, равного 0,04 мм, радиального биения отверстия диаметра D относительно цилиндрической поверхности диаметра d.

Таблица 3

Условные обозначения отклонений формы и расположения

 

Рис. 4. Примеры нанесения условных обозначений

формы и расположения поверхностей

 

Зачернённый треугольник на рис. 4 считается базой для измерения отклонения от круглости и радиального биения, а ось цилиндра диаметра d – базой для измерения торцового биения. Данное обстоятельство позволяет правильно выбрать приспособление, в котором на конкретных деталях будут определяться действительные отклонения указанных параметров точности.

Следует иметь в виду, что отсутствие на чертеже отклонений формы и расположения поверхностей не означает, что их нет вовсе. Они всегда есть, но не указаны. Их величину при необходимости можно найти в ГОСТ 25069-81 «Неуказанные допуски формы и расположения поверхностей» [8], где значения этих допусков для различных интервалов размеров находят в зависимости от определяющего допуска размера по IT12, IT13…14 или IT15…16.

Существуют также зависимые допуски формы и расположения поверхностей. С одной из интерпретаций такого допуска можно познакомиться в рассматриваемом ниже примере выполнения работы.

1.4. Требования к качеству поверхностей (шероховатость, отделка, покрытие и пр.).

Для всех поверхностей, выполняемых по чертежу, указывают шероховатость поверхностей детали. Шероховатость поверхностей оценивают, согласно ГОСТ 25142-82 [9] и ГОСТ 2789-73 [10], не по всей длине поверхности, а на оговорённой в стандартах базовой длине. Числовое значение шероховатости обычно ограничивает её высотную величину по параметрам R _z и R _a, где R _z – высота микронеровностей профиля по десяти точкам; R _a – среднее арифметическое отклонение микронеровностей. Параметр R _a считается предпочтительным и может иметь следующие значения, мкм: 100; 50; 25; 12,5; 6,3; 3,2; 1,6; 0,8; 0,4; 0,2; 0,1; 0,05. В чертежах деталей прошлых лет можно встретить следующие значения, мкм: для R _z - 160; 80; 40; 20; для R _a – 2,5; 1,25; 0,63; 0,32; 0,16; 0,1. При необходимости параметр R _z может быть выражен через высоту R _a.. В ГОСТ 2789-73 соотношения между ними выглядят следующим образом: значениям R _z = 80 … 40 мкм соответствуют R _a. = 20 … 10 мкм, R _z = 40 … 20 мкм - R _a. = 10 … 5 мкм, R _z = 20 … 10 мкм - R _a. = 5 … 2,5 мкм, R _z = 10 … 6,3 мкм - R _a. = 2,5 … 1,25 мкм и т.д.

Шероховатость поверхностей изображают в следующих видах:

Обозначение Комментарий к знаку

Такой знак ставят в правом верхнем углу чертежа.

Обозначение в скобках выражает то, что часть поверхностей, на которых не проставлена шероховатость, имеет высоту R _z 40 мкм.

Знак, при котором способ обработки конструктором не установлен, но поверхность должна иметь шероховатость R _a 0,8 мкм.

Поверхность обрабатывается со снятием стружки и

должна иметь шероховатость R _a 1,6 мкм.

Сохранение поверхности в состоянии поставки или поверхность, обработанная без снятия стружки.

Рекомендуемое в настоящее время изображение.

 

Сведения о покрытиях поверхностей указывают надписями на линиях-выносках аналогично надписям, относящихся к свойствам материала (см. п. 1 технических требований) или в текстовой части, начинающейся словом «Покрытие …»

Согласно ГОСТ 9.301-86 [11], острые углы и кромки деталей должны быть скруглены радиусом не менее 0,3 мм (min), а под твёрдое покрытие – не менее 0,5 мм. Это требование в текстовой части обычно формулируется следующим образом: «Острые кромки притупить» или «Острые кромки закруглить радиусом не менее 0,5 мм». Сюда же относится требование: «На поверхностях деталей не допускаются трещины, риски, следы окалины и коррозии».

Шероховатость поверхности под покрытие должна быть: R _a 10 (R _z 40) – под защитные покрытия; R _a 2,5 (R _z 10) – под защитно-декоративные покрытия; R _a 1,25 (R _z 6,3) – под твёрдые покрытия.

Полное обозначение покрытий [12] включает способ получения, материал, физико-механические свойства, толщину. Способы получения покрытий и их обозначения:

- катодное восстановление на поверхностях деталей, изготовленных из сталей и алюминиевых сплавов, никеля, хрома, кадмия, меди в качестве подслоя (условного обозначения этот способ не имеет);

- анодное окисление (Ан.) алюминиевых сплавов преимущественно хромом, никелем и сталей цинком;

- химический (Хим.) для сталей;

- горячий (Гор.);

- металлизационный (Мет.);

- контактный (Конт.).

Физико-механические свойства покрытий характеризуются чаще всего такими признаками как микропористость (пор.) и твёрдость (тв.).

Толщина покрытия в значительной мере зависит от функций, которые выполняет данная поверхность в изделии. Представляют интерес покрытия поверхностей, сопрягаемых между собой как с зазором, так и с натягом. Для соединений с гарантированным зазором (см. рис.3) толщина покрытия в зависимости от размеров поперечных сечений валов колеблется от 3 до 15 мкм (меньшие значения - для полей допусков по IT6… IT7, большие значения - для IT8… IT10). Для отверстий в соединениях с зазором, а также для деталей, сопрягаемых с возможным (поля допусков j _s, k, m, n на рис. 3) и гарантированным натягом, толщина покрытия должна составлять 3 … 6 мкм.

Примеры некоторых видов покрытий:

- для стальных деталей: никелевое (Н), кадмиевое (Кд), цинковое (Ц) электролитическое с хроматированием (хр) или фосфатированием (фос), многослойное (медь – никель, никель – хром, медь – хром), хромовое (Х) твёрдое (тв), фосфатное (Фос), окисное (Окс);

- для чугуна: цинковое, окисное, окисное фосфатное (Окс фос), фосфатное с промасливанием (Фос прм);

- для алюминиевых сплавов: никелевое по подслою меди (Н-М), хромовое, хромовое по подслою никеля Х-Н), окисное химическое пассивирование (Хим. Пас) и окисное анодное с хроматированием, с пропитыванием маслом.

Примеры полных обозначений покрытий:

- способом катодного восстановления: Х. тв. 24 – хромовое твёрдое толщиной 24 мкм; Ц. 3-6. фос – цинковое толщиной 3 мкм, фосфатированное, с ограничением максимальной толщины до 6 мкм;

- химическим способом: Хим. Окс - окисное; Хим. Н-Ф (94) 15 – никель-фосфорное с массовой долей никеля 88 – 94%, фосфора 12 – 6% толщиной 15 мкм;

- способом анодного окисления: Ан. Окс тв 30. прм – окисное твёрдое толщиной 30 мкм, пропитанное маслом; Ан. Кд15. хр – окисное кадмиевое толщиной 15 мкм, хроматированное.

Металлические покрытия приводят к ухудшению шероховатости поверхности. Если до нанесения покрытия поверхность имела шероховатость R _a = 1,25 … 0,63 мкм, то покрытие формирует микронеровности высотой R _a = 3,2 … 1,25 мкм. Высокие показатели шероховатости после покрытия могут быть достигнуты полированием.

1.5. Требования, связанные с маркированием и клеймением деталей.

Указания о маркировании и клеймении помещают в технических требованиях (ГОСТ 2.316-68) и начинают словами: «Маркировать …». «Клеймить …». При этом на детали должно быть определено место, размеры и способ нанесения клейма или маркировки. Место отмечают точкой (рис. 5) и соединяют её линией-выноской со знаками маркирования (рис.5,а) и клеймения (рис. 5,б), которые располагают вне изображения.

Окружность имеет диаметр 10 … 15 мм, треугольник равносторонний высотой 10 … 15 мм.

Внутри знака размещают номер соответствующего пункта технических требований, в котором приведены указания, содержащие способ нанесения, размер шрифта и текст маркирования или клеймения.

 

 

Рис. 5. Условные изображения знаков маркирования и клеймения

 

РЕЗУЛЬТАТ АНАЛИЗА

 

Итогом выполненной работы является выделение из множества наиболее точных поверхностей с наиболее низкой шероховатостью. Любая деталь имеет такие поверхности, которые называются исполнительными. Среди этих поверхностей одни считаются основными конструкторскими (сборочными) поверхностями, другие – вспомогательными конструкторскими поверхностями. Основные поверхности определяют положение детали в сборочном узле, т.е. лишают её в узле пяти или шести степеней свободы. Вспомогательные поверхности определяют положение присоединяемых деталей, также лишая эту другую деталь степеней свободы. Указанные поверхности должны быть связаны между собой допусками расположения.

Отсутствие сборочного чертежа не во всех случаях позволяет однозначно причислить поверхности к основным или вспомогательным. Важно то, что студент среди множества поверхностей сумел выделить исполнительные поверхности и выполнить тем самым одну из основных задач, возложенных на анализ рабочего чертежа. Тщательно выполненный анализ позволяет к тому же грамотно подойти к проектированию будущего технологического процесса изготовления детали.

 

Цель работы. Ознакомление с техническими требованиями, предъявляемыми к рабочему чертежу детали. Приобретение навыков анализа этих требований с точки зрения изготовления детали.

Оснащение. Комплект рабочих чертежей деталей.

Последовательность выполнения работы.

1. Изучить рабочий чертёж детали.

2. Записать 5 пунктов технических требований.

3. Изобразить эскиз детали и пронумеровать её поверхности.

4. Создать и заполнить табл. 4 (при необходимости можно оформить её в альбомном виде).

Таблица 4

Требования, предъявляемые к поверхностям детали

Номер и вид поверхности	Технические требования
по п. 1	по п. 2	по п. 3	по п. 4	по п. 5

 

Получаемые результаты. Определить наиболее точные поверхности детали и их шероховатость. Указать основные и вспомогательные поверхности детали. Отметить параметры, связывающие расположение этих поверхностей относительно друг друга.

Содержание отчёта. Отчёт должен содержать:

- рабочий чертёж детали (ксерокопию);

- пункты технических требований, предъявляемых к конкретной детали и записанных в определённой последовательности;

- эскиз детали с нумерацией её поверхностей;

- заполненную таблицу;

- вывод по работе с перечислением исполнительных поверхностей детали и связи этих поверхностей допусками расположения.

 

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

Дан рабочий чертёж детали «Крышка подшипника» (рис. 6).

 

 

Рис. 6. Исходный рабочий чертёж детали

 

3.1.Материал детали - серый чугун СЧ15.

3.2. Неуказанные радиусы R2 max мм. Поверхности с этими радиусами, как будет показано ниже, должны быть обработаны механическим путём. При этом одна поверхность будет иметь наружный радиус, другая – внутренний радиус. Если неуказанные отклонения радиусов выполнены по IT14, то размер может находиться в пределах R2 ± 0,2 мм, и надпись «max» неуместна.

3.3. Указаны предельные отклонения трёх размеров: Ø72 h8 (_-0,046) мм, Ø52 Н8 (^+0,046) мм (по 8 квалитету IT8) и 10 ± 0,018 мм (по 9 квалитету IT 9). Предельные отклонения других размеров не указаны и должны быть назначены по 14 квалитету точности IT 14.

Предельные отклонения формы не указаны.

Указаны предельные отклонения расположения поверхностей, а именно допуски параллельности 0,06 мм одного из торцов, а также другого торца 0,012 мм детали относительно поверхности Б, допуск радиального биения 0,016 мм отверстия Ø52 Н8 (^{+ 0,046}) мм относительно наружного цилиндра Ø72 h8 (_{- 0,046}) мм (поверхности А). Величины допусков расположения поверхностей соответствуют стандартным значениям, приведённым в табл. 2.

Следует обратить особое внимание на условное обозначение так называемого зависимого позиционного допуска (см. табл. 3) 4-х отверстий Ø9Н14 (^{+ 0,36}) мм. Термин «позиционный допуск» сравнительно новый, он заменил устаревшую формулировку «смещение от номинального положения». Согласно ГОСТ Р 50056-92 [13] зависимый допуск условно изображается символом . Такие допуски обычно распространяются на форму (прямолинейность оси, плоскостность) и относительное расположение (перпендикулярность оси относительно плоскости, соосность, симметричность, пересечение осей, позиционный допуск) тех поверхностей, которые без пригонки обеспечивают сборку за счёт изменения размеров сопрягаемых деталей в пределах их полей допусков. В эти 4 отверстия, по-видимому, вставляются с зазором винты М8, крепящие крышку подшипника к корпусу.

Конструктором на чертеже детали показаны два исключающих друг друга требования, обеспечивающих расположение отверстий. Одно из них связано с размером Ø110 мм, заключённым в прямоугольную рамку, другое – с расположением отверстий относительно поверхности А. Условное обозначение относительного расположения в каждом случае должно было соответственно иметь вид, изображённый на рис. 7,а или рис. 7, б – г, где допуск записан в диаметральном выражении и равен ТР = Ø0,4 мм.

 

 

Рис. 7. Варианты записи зависимого позиционного допуска осей

 

В первом случае, согласно рис. 6,а, контуры, ограничивающие смещение отверстий, представляют собой наружные цилиндры диаметрами d _r = 9 – 0,4 = 8,6 мм. Оси этих цилиндров занимают номинальное расположение на окружности диаметра Ø110 мм. Смещение осей отверстий Ø9Н14 (^{+ 0,36}) относительно осей цилиндров определяется полем допуска отверстия.

Если диаметр отверстия равен наименьшему предельному размеру 9 мм, то по чертежу позиционный допуск оси отверстия составляет ТР = Ø0,4 мм. Если диаметр равен наибольшему предельному размеру 9,36 мм, то позиционный допуск находится, например, графическим путём (рис. 8) и равен ТР = Ø0,76 мм.

Во втором случае возможны следующие варианты записи зависимых позиционных допусков по отношению к поверхности А, при которых условие зависимости распространяется только:

- на рассматриваемый элемент (см. рис. 7,б), т.е. на отверстие Ø9Н14 (^{+ 0,360}) мм;

- на базовый элемент (см. рис. 7,в), т.е. на поверхность А диаметром Ø72 h8 (_{- 0,046}) мм;

- и на рассматриваемый, и на базовый элемент.

Рис. 7. Графическая интерпрета-ция позиционного допуска

Показанное на чертеже условное обозначение соответствует первому варианту. Деталь должна удовлетворять требованиям, аналогичным вышеприведённому случаю, т.е. диаметры отверстий должны находиться в пределах 9 и 9,36 мм, и их контуры не должны выходить за контуры, образованные

цилиндрами с диаметрами d _r = 8,6 мм. Отличие состоит в том, что в первом случае следовало предполагать размещение осей цилиндров на номинальном диаметре Ø110 мм, который в реальных условиях имеет широкое поле допуска ± = ± 0,435 мм и который трудно контролировать и обеспечить при обработке. Во втором случае положение базового элемента – наружной поверхности А Ø72 h8 (_{- 0,046}) мм - более определённое, контролируемое и обеспечиваемое механической обработкой. Исходя из сказанного, рамочку в размере Ø110 мм следует удалить.

Проведённый анализ зависимого позиционного допуска является частью анализа технологичности конструкции детали, который в более полном объёме выполняют студенты в последующем курсе «Основы технологии машиностроения».

3.4. Указана шероховатость поверхностей.

Имеются поверхности, не подвергнутые механической обработке. Размер между этими поверхностями, равный 15 мм, обеспечивается в отливке. Получить в отливке допуск на данный размер по IT14, равный ± 0,215 мм, проблематично. Для выполнения неуказанного требования необходимо, во-первых, тщательное уплотнение смеси механическим путем, если предполагается получение отливки в песчано-глинистой форме, во-вторых, изготовление металлической формы, если предполагается получение заготовки кокильным способом. И тот, и другой путь применяется в крупносерийном или массовом производстве. Скорее этот размер будет находиться в пределах допуска по IT16. Поэтому лучше было бы у данного размера поставить звёздочку *, а в текстовую часть требований (см. п. 2) записать «* Размер для справки».

Сказанное ещё раз свидетельствует о том, что конструкция детали требует отработки на технологичность, являющейся результатом анализа.

Исполнительные поверхности (с помощью которых деталь выполняет своё служебное назначение) обработаны с шероховатостью R _a = 1,6 мкм. Остальные, связующие поверхности также обработаны, но с более грубой шероховатостью R _a = 12,5 мкм.

	Требования, связанные с нанесением покрытий поверхностей, на чертеже отсутствуют. 3.5. Клеймению или маркировке деталь не подвергается. 3.6. Эскиз детали с обозначением её поверхностей изображён на рис. 9. Нумерация поверхностей проведена против хода часовой стрелки, начиная с правого торца детали. 3.7. Сведения о состоянии поверхностей детали, о предъявляемых к ним требованиям
Рис. 9. Эскиз детали с обозначением поверхностей

заносятся в табл. 5, которая является частным случаем табл. 4. Ввиду отсутствия требований, относящихся к п. 1 и п. 5, первый и последний столбцы в данной таблице исключены.

 

Таблица 5

Требования, предъявляемые к поверхностям детали

Номер и вид поверхности	Технические требования
по п. 1.2	по п. 1.3	по п. 1.4
1 – плоский торец	-	-	шероховатость, полученная на отливке
2 … 5 – цилиндрическое отверстие	4 отв. Ø3 мм равномерно расположены на окружности Ø45 мм	допуски размеров по IT14 Ø3 + 0,3 мм; по IT14/2 Ø45 ± 0,31 мм (Ø45 ± 0,3 мм)**	R a = 12,5 мкм
6 – цилиндрическое отверстие	Ø32	допуск размера по IT14 Ø32 + 0,62 мм	R a = 12,5 мкм
7 … 10 – цилиндрическое отверстие	4 отв. Ø15 мм	допуск размера по IT14 Ø32 + 0,62 мм	R a = 12,5 мкм
11 … 14 – плоский торец	4 торца с общим координирующим размером 8 мм	допуск размера по IT14 8 ± 0,18 мм (8 ± 0,2 мм)**	R a = 12,5 мкм
15 - четвёртая часть торовой поверхности *	неуказанный радиус R2	допуск размера по IT14 R2 ± 0,2 мм	R a = 12,5 мкм
16 – наружный. цилиндр	Ø130	допуск размера по IT14 Ø130 – 1,0 мм	R a = 12,5 мкм
17 … 20 - цилиндрическое отверстие	4 отв. Ø9 мм равномерно расположены на окружности Ø110 мм	допуски размеров по IT14 Ø9 + 0,36 мм; по IT14/2 Ø110 ± 0,435 мм (Ø110 ± 0,3 мм)**; позиционный зависимый допуск в диаметральном выражении Ø0,4 мм относительно поверхности А	R a = 12,5 мкм
21 - коническая нар. поверхность (фаска)	1 х 45°	допуск размера по IT14 (1 ± 0,1) х 45° мм	R a = 12,5 мкм
Продолжение таблицы 5
22 - коническая нар. поверхность (фаска)	0,5 х 45°	допуск размера по IT1 4 (0,5 ± 0,1) х 45° мм	R a = 12,5 мкм
23 - часть торовой поверхности *	R0,5	допуск размера по IT14 R0,5 ± 0,1 мм	R a = 12,5 мкм
24 - четвёртая часть торовой поверхности *	R1,6	допуск размера по IT14 R1,6 ± 0,2 мм	R a = 12,5 мкм
25 – плоский торец	торец с координирующим размером 22 мм	допуск размера по IT14 22 ± 0,26 мм (22 ± 0,2 мм)**; допуск параллельности 0,012 мм относительно поверхности Б	R a = 1,6 мкм
26 - цилиндрическое отверстие	Ø62	допуск размера по IT14 Ø62 + 0,74 мм	R a = 12,5 мкм
27 - плоский торец	торец с координирующим размером 18 мм	допуск размера по IT14 18 ± 0,215 мм (18 ± 0,2 мм)**; допуск параллельности 0,06 мм относительно поверхности Б	R a = 1,6 мкм
28 - цилиндрическое отверстие	Ø52 мм	допуск размера Ø52Н8 (+ 0,046) мм; допуск радиального биения 0,016 мм относительно оси поверхности А	R a = 1,6 мкм
29 - четвёртая часть торовой поверхности *	неуказанный радиус R2	допуск размера по IT14 R2 ± 0,2 мм	R a = 12,5 мкм
30 – наружный цилиндр	поверхность А Ø72 мм	допуск размера Ø72Н8 (- 0,046) мм	R a = 1,6 мкм
31 – плоский торец	торец с координирующим размером 15 мм	допуск размера по IT16 15 ± 1 мм	шероховатость, полученная на отливке
Продолжение таблицы 5
32 – коническое отверстие (фаска)	1,0 – катет, прилегающий к углу 30°	допуск размера по IT14 (1 ± 0,1) х 45° мм	R a = 12,5 мкм
33 – наружный цилиндр	Ø71 мм	допуск размера по IT14 Ø71 – 0,74 мм	R a = 12,5 мкм
34 - плоский торец	поверхность Б с координирующим размером 10 мм	допуск размера по IT9 10 ± 0,018 мм	R a = 1,6 мкм

* - поверхность вращения, образованная радиусом;

** - в скобках – разрешённые стандартом значения отклонений.

 

При заполнении столбца 3 использованы данные таблиц П1 – П4 Приложения.

Некоторые комментарии к табл. 5:

- торец 1 исходный, не имеющий координирующего размера;

- положение торцов в пространстве ограничено соответствующими линейными координирующими размерами;

- координирующие размеры: для 4-х отверстий Ø3 мм – окружность Ø45 мм, для 4-х отверстий Ø9 мм и Ø15 мм – окружность Ø110 мм;

- допуск на поверхности, образованные радиусами, фасками, а также на поверхности с 14 квалитетом точности взяты из табл. П4;

- на рабочем чертеже отсутствует диаметр поверхности 33, равный 71 мм;

- т.к. на чертеже детали база А c зачернённым треугольником отмечена соединительной линией, являющейся продолжением размерной линии, указывающей наружный диаметр Ø 72h8, то радиальное биение отверстия Ø52Н8 определяется не относительно поверхности А, а относительно оси этой поверхности (аналогичные выводы были сделаны по отношению к изображениям на рис. 4).

Вывод по работе. Исполнительными поверхностями детали являются поверхности 25, 27, 28, 30 и 34.

Радиальное и осевое положение «Крышки подшипника» в сборочном узле определяется точными поверхностями А и Б, относящимися к её основным конструкторским базовым элементам. Т.е. деталь с гарантированным зазором устанавливается цилиндрическим выступом А в отверстие какого-либо корпуса до упора в торец Б и закрепляется в достигнутом положении через 4 отверстия Ø9 мм. Следует заметить, что торец Б упрётся в корпус, если этому не помешает радиус R1,6 мм на поверхности 24, а он не помешает, если в отверстии корпуса будет выполнена фаска размером не менее 1,1 х 45° мм.

Поверхности 27 и 28, связанные с основными конструкторскими поверхностями А и Б допусками параллельности и радиального биения, следует считать вспомогательными конструкторскими элементами, которые определяют положение другой, присоединённой к крышке детали. Можно предположить, что в отверстие 28 диаметром Ø52Н8 будет установлена с натягом армированная резиновая манжета (ГОСТ 8752-79) до упора в торец 27. Для её установки предусмотрена фаска 32, а для демонтажа – 4 отверстия Ø3 мм.

Допуском параллельности с поверхностью Б связана также плоскость 25, которая в сборочном узле, по-видимому, будет контактировать с торцом смонтированного в корпусе наружного кольца подшипника.

Указанные поверхности отличаются от других поверхностей высокой точностью и низкой шероховатостью.

Работу студент должен сохранить, т.к. полученные в результате её выполнения сведения представляют собой исходную информацию, к которой каждый студент будет вынужден обращаться при дальнейшем проектировании технологического процесса изготовления этой же детали в курсе «Основы технологии машиностроения». Более того, для проектирования технологического процесса потребуется доработанный в результате анализа чертёж детали. Такой чертёж для примера приведён на рис. 10.

 

 

Рис. 10. Рабочий чертёж детали

 

Контрольные вопросы

 

1. По чертежу какой-либо детали, выданному преподавателем, назовите параметры, характеризующие точность и шероховатость её поверхностей.

2. Найдите поле допуска двух наиболее точных поверхностей детали.

3. Определите неуказанные допуски на какие-либо два размера детали.

4. Укажите технические требования, относящиеся к механическим свойствам детали.

5. С помощью условного обозначения покажите шероховатость поверхности, указанной преподавателем.

6. Назовите показатели, характеризующие точность формы цилиндрической и плоской поверхностей.

7. Изобразите условные обозначения отклонений формы этих поверхностей.

 

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Альбом рабочих чертежей и заданий по технологии машиностроения: метод. указ. / Сост. В. Прилуцкий. – Самара: СамГТУ, 2000. – 120 с.: ил.

2. ЕСКД. ГОСТ 2.109-73. Основные требования к чертежам. – М.: Стандартинформ, 2007. – 28 с.

3. ЕСКД. Общие правила выполнения чертежей: ГОСТ 2.307-68 - ГОСТ 2.310-68, ГОСТ 2.314-68, ГОСТ 2.316-68. – М.: Издательство стандартов, 1971. – 223 с.

4. ЕСКД. ГОСТ 2.309-73. Обозначения шероховатости поверхностей. – М.: Стандартинформ, 2007. – 14 с.

5. ЕСДП. ГОСТ 25347-82. Поля допусков и рекомендуемые посадки. – М.: ИПК Издательство стандартов, 1984. – 53 с.

6. ГОСТ 24643-81. Допуски формы и расположения поверхностей. Числовые значения. – М.: ИПК Издательство стандартов, 1981. – 14 с.

7. ГОСТ 2.308-79. Указание на чертежах допусков формы и расположения поверхностей. – М.: Стандартинформ, 2007. - 20 с.

8. ГОСТ 25069-81. Неуказанные допуски формы и расположения поверхностей. – М.: Издательство стандартов, 1982. – 15 с.

9. ГОСТ 25142-82. Шероховатость поверхности. Термины и определения. – М.: ИПК Издательство стандартов, 1987. – 20 с.

10. ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики. – М.: Стандартинформ, 2005. – 7 с.

11. Единая система защиты от коррозии и старения. ГОСТ 9.301-84. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования. - М.: Стандартинформ, 2010. – 15 с.

12. Единая система защиты от коррозии и старения. ГОСТ 9.305-85. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Обозначения. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1985. – 16 с.

13. ГОСТ Р 50056-92. Основные нормы взаимозаменяемости. Зависимые допуски формы, расположения и координирующих размеров. Основные положения по применению. - М.: Госстандарт России, 1993. – 20 с.

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

 

Таблица П1

Числовые значения допусков по ГОСТ 25346-82 для валов и отверстий с размерами от 3 до 180 мм

Интервал размеров, мм

Квалитеты

Допуск IT, мкм

Св. 3 до 6

» 6 » 10

» 10 » 18

» 18 » 30

» 30 » 50

» 50 » 80

» 80 » 120

» 120 » 180