Инженерные основы взаимозаменяемости

1.

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНЖЕНЕРНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА «ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ»
Инженерные основы
взаимозаменяемости
Преподаватель: ассистент кафедры ТМиО,
Гулемова Лиана Ринатовна
[email protected]
1

2.

Введение
Взаимозаменяемостью называется свойство составной части изделия,
обеспечивающее возможность ее применения вместо другой без
дополнительной обработки с сохранением заданного качества изделия, в
состав которого она входит. То есть, основой взаимозаменяемости является
независимое изготовление отдельных частей (деталей, узлов).
Объект обеспечения взаимозаменяемости затрагивает все стадии
жизненного цикла изделий (разработку, производство, эксплуатацию) и
удовлетворяет требованиям комплексности и динамичности.
Комплексность - это учет всей совокупности и взаимодействий операций
обеспечения функциональной взаимозаменяемости, т.е. уточненный расчет
функциональных параметров, допусков, разработка средств управляющего
взаимодействия, подготовка организационных мероприятий, обеспечение
достоверности контроля качества.
2

3.

Взаимозаменяемость в аппаратостроении
3

4.

Типовая конструкция емкостной части:
1 – обечайка, 2 – корпус, 3 днище
1 – обечайка, 2 – корпус, 3
днище
4

5.

ПОЛЕ ДОПУСКА ДИАМЕТРА
АППАРАТА
Взаимозаменяемость изделий машиностроения по их эксплуатационным
показателям называют функциональной взаимозаменяемостью для того,
чтобы
подчеркнуть
необходимость
установления
допусков
на
функциональные параметры
Функциональными
являются
геометрические,
механические,
электрические и другие физические параметры, влияющие на показатели
качества функционирования аппаратов, машин или их составных частей.
Под точностью понимается степень соответствия реальных объемов их
идеальным прототипам. Количественным критерием точности служит
погрешность.
Погрешности бывают разрешенные и неразрешенные.
Неразрешенные погрешности квалифицируются как дефект и требуют
выполнения пригоночно-доделочных операций. Разрешенные погрешности
регламентируются допуском.
5

6.

ПОЛЕ ДОПУСКА ДИАМЕТРА
АППАРАТА
6

7.

СХЕМА СОПРЯЖЕНИЙ ПРИ ВНУТРЕННЕМ
БАЗОВОМ ДИАМЕТРЕ
7

8.

Схема обеспечения принципов
взаимозаменяемости
8

9.

А - ПРОДОЛЬНЫЕ ШВЫ; Б - ТО ЖЕ КОЛЬЦЕВЫЕ
СТЫКОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ В
БАЗОВЫХ ДЕТАЛЯХ АППАРАТОВ:
9

10.

СТЫКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ СО
СМЕЩЕННЫМИ КРОМКАМИ
10

11.

СХЕМА ОБРАЗОВАНИЯ ОТКЛОНЕНИЙ
В КОЛЬЦЕВЫХ ШВАХ
11

12.

Взаимная увязка функциональных допусков в кольцевом
соединении
12

13.

СХЕМА ПЕРЕМЕЩЕНИЯ НЕЙТРАЛЬНОЙ
ЛИНИИ ПРИ ПЛАСТИЧЕСКОМ ИЗГИБЕ
13

14.

КОНСТРУКЦИЯ ВОДООХЛАЖДАЕМОГО
ПУАНСОНА
1, 2 – куполообразные части;
3 - элемент, образующий канал для циркуляции
хладоагента;
4 – радиальные ребра;
5 - тумба
14

15.

ПРИМЕРЫ СОЕДИНЕНИЙ ТИПА
ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОХВАТЫВАЮЩИХ И
ОХВАТЫВАЕМЫХ ДЕТАЛЕЙ
а - две обечайки,
сваренные внахлест;
б - кольца жесткости
на цилиндрических
аппаратах;
в - сопряжение
обечайки с плоским
днищем ;
г - сопряжение
обечайки с плоским
фланцем;
д - одна деталь выполнена сваркой, а другая штамповкой;
е - штампованная и механически обработанная детали, эллиптическое днище и
фланец;
з - соединение механически обработанной детали с трубой, изготовленной
прокаткой, крепление труб в трубную решетку сваркой
15

16.

Схема образования смещения кромок и
зазоров в соединениях днищ
1,2 - днище, корпус (опора) соответственно;
h - смещение кромок, зазор соответственно

17.

Эпюры напряжений при R = г - h

18.

Экспериментальный сосуд с
наклеенным тензодатчиками
а) - общий вид сосуда до разрушения;
б) - стыковое соединение «днище-корпус»
после разрушения

19.

Геометрия сварных швов экспериментальных сосудов
и расположение тензодатчиков

20.

Системы расположения допусков в цилиндрических
соединениях типа «вал-отверстие»
S - толщина стенки днища;
DB - внутренний диаметр днища.

21.

Схема образования отклонений в соединении
«днище-опора»
«кожух-перегородка»
1,2 - днище и опора,
соответственно
1,2 - корпус и перегородка
соответственно;
N,N - нулевые линии

22.

УПРОЩЕННАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ
РАСПОЛОЖЕНИЯ ДОПУСКОВ
а - односторонне, предельное расположении полей допусков;
б - симметричное расположение допусков для вала и отверстия с единым
номинальным диаметром сопряжения;
22

23.

Увязка функциональных допусков базовых
деталей в цилиндрическом соединении «кожухперегородка»
1, II - номинальные значения
зазора по ГОСТу и стандарту
ТЕМА, соответственно;
1,2,3 - предельнодопустимые значения зазора по ТУ
26-02-1069 и стандарту ТЕМА
соответственно при
концентричности поперечных
сечений обечаек кожухов;
4, 5 - максимальновозможные значения зазора по ТУ
26-02-1069 соответственно при
овальном поперечном сечении при
сборке трубного пучка с кожухом.

24.

Взаимная увязка функциональных допусков
в соединении «кожух-перегородка»
1
предельные
отклонения
диаметров кожуха ГОСТ Р 52630-2012
(квалитет 14);
1а
предельные
отклонения
диаметров кожуха по стандарту ТЕМА;
16
предельные
отклонения
диаметров
кожуха
испарителей
и
конденсаторов (НП и НК) с плавающей
головкой по стандарту ТЕМА;
2 - допуски на овальность кожухов
теплообменников усовершенствованной
конструкции по ТУ 26-02-1069 (0,7% Dв);
2а - допуски на овальность для
корпусов емкостной аппаратуры по ГОСТ
Р 52630-2012 (1% Dв);
3 - предельно-возможные значения
овальности кожухов при максимальнодопустимых допусках на зазор и
диаметры кожуха и перегородки по ГОСТ
Р 52630-2012

25.

Поле допуска на диаметр корпуса и
перегородки, мм
Поле допуска
№ п/п
Диаметр аппарата
Отклонение
H14
1
325
2
426
3
530
4
630
5
800
6
1000
7
1200
верхнее
нижнее
верхнее
нижнее
верхнее
нижнее
верхнее
нижнее
верхнее
нижнее
верхнее
нижнее
верхнее
нижнее
+1,4
0
1,55
0
+1,7
0
+1,7
0
+2,0
+2,3
0
+2,6
0
h13
0
-0,89
0
0,97
0
-1,1
0
-1,1
0
-1,2
0
-1,4
0
-1,65

26.

Номинальные значения зазоров между
корпусом и перегородками
325
3
426
Диаметр аппарата, мм
530
630
800
1000
1200
1400
3
Зазор, мм
3
4
5
5
3
б)
Рис. 2.26
5

27.

Гистограмма распределения отклонений диаметров
горячештампованных днищ Dв = 2000 мм
б)
Рис. 2.26

28.

Функции распределения вероятности появления
отклонений периметров днищ

29.

Профилограмма
1 - прилегающая окружность;
2 - реальный профиль;
3 - номинальный диаметр

30.

Действительные значения разнотолщинности
стенок днищ различных типоразмеров
1
Типораз
мер днищ
Материал
ΔS
2
утоне
ние %
сред.
ΔS
3
утонени
е%
сред.
ΔS
4
утоне
ние %
сред.
ΔS
утоне
ние %
сред.
1000x8
09Г2С
8,25
-3,1
8,00
0,0
7,75,
3,1
7,75
3,1
1200x10
1200x10
1400x10
1400x14
1400x14
1600x10
1600x10
1600x10
2000x12
2000X12
2000x12
09Г2С
СтЗ
16ГС
16ГС
09Г2С
СтЗ
09Г2С
16ГС
16ГС
09Г2С
СтЗ
10,25
10,25
10,75
14,25
14,25
9,94
9,81
9,88
11,50
11,50
11,50
-2,5
-2,5
-7,5
-1,8
-1,8
2,5
2,5
2,5
6,3
4,2
8,3
9,75
9,75
9,75
13,50
13,59
9,75
9,75
9,75
11,50
11,75
11,50
2,5
2,5
2,5
3,6
3,6
2,5
2,5
2,5
4,2
2,1
4,2
9,75
9,75
9,75
13,50
13,25
9,75
9,75
9,50
11,00
12,00
11,25
2,5
2,5
7,5
3,6
5,4
2,5
2,5
5,0
8.3
0,0
6,3
9, 50
9,75
9,25
18, 75
13,25
9,50
9,75
9,75
11,00
11,75
11,50
5,0
2,5
7,5
4,8
5,4
5,0
2,5
2,5
8,3
2,1
4,2

31.

Распределение толщины по образующей
днищ

32.

Гистограмма распределения дефектных
днищ
Рис. 2.31

33.

Согласованность технологических допусков
днищ с функциональными
Функциональные
допуски:
1,11 - взаимозаменяемых днищ, S
< 22 и S > 22 мм соответственно;
III - невзаимозаменяемых днищ,
1%Dв;
Технологические допуски: 1-6
- из высоколегированных сталей;
DвxS - из углеродистых и
низколегированных сталей

34.

Схема замера зазоров между кожухом и
перегородками теплообменников

35.

Действительные отклонения внутренних
диаметров обечаек кожухов
теплообменников Dввв = 1200 мм
VI - обечайки кожуха;
- функциональные
допуски на
отклонения
диаметров обечаек
по квалитету Н14 по
ГОСТ Р 52630-2012;
- технологические
допуски
(действительные
отклонения)
диаметров обечаек.

36.

Действительные отклонения внутренних диаметров
обечаек кожухов теплообменников Dв=1400 мм
I. VI - обечайки кожуха;
- функциональные
допуски на отклонения
диаметров обечаек по
квалитету Н14 по ГОСТ
Р 52630-2012;
- технологические
допуски
(действительные
отклонения) диаметров
обечаек для сталей
16ГС, СтЗ, Х18Н10Т и
16ГС+Х18Н10Т,
соответственно.

37.

Согласованность технологических допусков с
функциональными на отклонения диаметра кожуха
Функциональные допуски:
I - допуски на отклонения
диаметров взаимозаменяемых
обечаек кожухов по ГОСТ Р
52630-2012;
II - допуски на отклонения
диаметров обечаек кожухов по
квалитету Н14 по ГОСТ Р
52630-2012;
III - допуски на овальность
диаметров обечаек кожухов
по ТУ 26-0201-69.

38.

Согласованность технологических допусков с
функциональными на отклонения диаметра кожуха
от круглости
Функциональные
допуски:
I - допуски на отклонения
диаметров обечаек
кожухов по квалитету
Н14 по ГОСТ Р 526302012;
II - допуски на
овальность диаметров
обечаек кожухов по ТУ
26-02-1069;
III - допуски на
овальность диаметров
обечаек по ГОСТ Р
52630-2012.

39.

РАСЧЕТНАЯ СХЕМА СОПРЯЖЕНИЯ
«ОПОРА – ДНИЩЕ»
39

40.

УДАРНАЯ ВЯЗКОСТЬ
ДЕФОРМИРОВАННОЙ СТАЛИ В
ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ
НАГРЕВА
40

41.

РОСТ ЗЕРНА ПРИ НАГРЕВЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ
ПРЕДШЕСТВУЮЩЕЙ ДЕФОРМАЦИИ
41

42.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ
СВОЙСТВ НАКЛЕПАННОЙ СТАЛИ ПРИ
ОТЖИГЕ
_ _ _ _ - уровень свойств до наклепа
42

43.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ СБОРКИ И
СВАРКИ ШВОВ
2,4,6,8 – кольцевые швы; 1,3,5 – то же продольные
43

44.

Введение
44

45.

Классификация остаточных
напряжений
Напряжения II рода
– микронапряжения
Напряжения III рода –
ультрамикроскопические
Напряжения I рода –
макронапряжения
По охватываемому
объему
По направлению
действия
Продольные
Поперечные
По знаку
+
-
45

46.

Критерий прочности
Наиболее известные теории прочности в сопротивлении материалов:
Первая теория прочности — Теория наибольших нормальных напряжений
Вторая теория прочности — Теория наибольших деформаций.
Третья теория прочности — Теория наибольших касательных напряжений.
Четвертая теория прочности (энергетическая) — Теория наибольшей
удельной потенциальной энергии формоизменения.
Теория прочности Мора — Теория предельных напряжённых
состояний (иногда говорят — V теория прочности).
В дальнейшем будем рассматривать пластичные материалы. На практике
для пластичных материалов допустимо использовать третью теорию
прочности,
(σ1-σ3) ≤ σт,
где σт – предел текучести материала, (σ1-σ3)-разность главных
механических напряжений.
Даже небольшое увеличение напряжения выше предела текучести
вызывает деформации.
46

47.

Методы контроля
Методы контроля остаточных напряжений
Физические (неразрушающие)
• ВИК(Визуальноизмерительный)
• Акустические
• Радиоволновые
• Магнитные
• Электромагнитные
• Оптические
• Капиллярные
• Радиационные
• Тепловые
• Течеискание
• Электрические
Механические (разрушающие)
• Механические испытания
• Металлография
• Коррозионные испытания
47

48.

Неразрушающие методы
контроля
Физические
методы
(неразрушающие
методы)
подразумевают
зависимость между какой либо физической характеристикой материала и
величиной остаточных напряжений.
Среди всех физических методов наиболее распространены следующие
методы: ВИК, дифракционные, акустические, магнитные. Рассмотрим их
подробнее.
Визуально-измерительный контроль
Это единственный вид НК, который может выполняться без какого-либо
дорогостоящего и сложного оборудования и проводиться с использованием
простейших измерительных средств.
ВИК позволяет обнаруживать поверхностные дефекты размером более
0,5мм. Применение увеличительных средств позволяет несколько уменьшить
этот показатель
48

49.

Визуально-измерительный
контроль
Порядок
проведения,
контролируемые
параметры,
измерительные приборы и требования
подробно описаны в РД 03-606-03
Инструкция по визуальному и
измерительному
контролю.
Например,
контролируемые
параметры
для
ВИК
полуфабрикатов:
Наружный и
Толщина стенки
внутренний диаметр
Стандартный комплект ВИК
Овальность трубы
Ширина листа
Кривизна трубы
Длина трубы
Трещины, плевы, раковины,
рванины, расслоения
49

50.

Акустический контроль
Акустические методы сформированы на
регистрации колебаний, возбуждаемых или
возникающих в контролируемом объекте.
.
50

51.

Дифракционный контроль
К ним относят рентгеновские методы и метод нейтронной
дифракции.Основаны на определении степени деформации кристаллической
решетки. На основе закона Гука величина деформации пересчитывается в
напряжения, действующие в данной точке тела.
Рентгеновские методы исследования остаточных напряжений основаны на
определении деформации кристаллографической решетки, с помощью
измерения угла отражения луча.
Метод
нейтронной
.
дифракции
аналогичен
рентгеновскому
методу.
Однако получить поток
нейтронов можно только в
атомном
реакторе,
т.е.
измерения возможны только
в изделии или образце,
который можно доставить к
51
реактору.

52.

Магнитный контроль
Магнитные методы контроля основаны на регистрации магнитных полей
рассеяния, возникающих над дефектами, или на определении магнитных
свойств контролируемых изделий.
Среди магнитных методов наибольшее распространение получили:
магнитоанизотропный, магнитошумовой и метод магнитной памяти
металла.
Рассмотрим подробнее магнитоанизотропный метод. Принцип их
действия основан на использовании магнитоупругого эффекта, под которым
понимается свойство ферромагнитных материалов изменять магнитное
состояние под влиянием механических напряжений.
Требуется наличие тарировочных графиков не только для конкретной
марки материала, но и типоразмера изделия и предыдущей истории его
создания. Результатом измерения является не величина и направление
главных двухосных напряжений, а их разность.
52

53.

Магнитоанизотропный
контроль
Сканер механических напряжений STRESSVISION® предназначен для
измерения, визуализации и оценки поля механических (остаточных,
технологических) напряжений объектов контроля, изготовленных из
широкого спектра сталей и сплавов (конструкционных, трубных, судовых и
пр.).
.
Карта РГМН
«STRESS VISION»
53

54.

Методы снижения напряжений
Применяемые на практике методы борьбы со сварочными остаточными
деформациями и напряжениями можно разделить на две группы: методы
предупреждения (профилактики) возникновения деформаций и напряжений
в процессе сварочных операций и операций термической резки и методы их
снижения после сварочных операций.
До применения технологический операций необходимо заранее
рационально конструировать сварные конструкции:
– уменьшение
количества наплавленного металла и соответственно количества вводимого
при сварке тепла за счет уменьшения сварных швов и их сечений; –
избежание скоплений и перекрещиваний швов; – симметричное
расположение швов для уравновешивания деформаций; и т. д.
На стадии разработки технологии целесообразно предусматривать: –
размеры и форму заготовок с учетом величины возникающих прй сварке
усадок; – предварительную деформацию заготовок, которая была бы
противоположной ожидаемой сварочной деформации; – правильный выбор
вида сварки.
54

55.

Методы снижения напряжений
Термический
Предварительный и
сопутствующий
подогрев
Отжиг
Закалка
Отпуск
Нормализация
Старение
Криогенная обработка
Термомеханический
Механический
Проковка
Метод заключается в
нагреве участков
основного металла до
температур 420…470 К и
охлаждением водой после
нагрева. Тепловое
расширение в основном
металле создает силовое
воздействие на зону
пластических
деформаций в шве,
вызывая растяжение
вдоль шва и сжатие
поперек шва.
Ультразвуковая
ударная обработка
(УУО)
Дробеструйная
обработка
Прокатка или
обкатка роликами
Статическая нагрузка
Виброобработка
Обработка взрывом
55

56.

Термический метод
Предварительный подогрев – это разогрев зоны сварки перед
непосредственным
выполнением
работ.
Предварительный
нагрев
способствует удалению влаги из зоны сварки и обеспечивает фоновую
температуру свариваемых поверхностей для получения качественной сварки.
Сопутствующий подогрев
.
(непосредственно во время
процесса) во многих случаях
необходим для обеспечения
определённого уровня фоновой
температуры свариваемых
поверхностей.
56

57.

Термический метод
Циклограмма режима любого из видов термической обработки состоит из
следующих этапов: нагрева до определённой температуры, выдерживания
конструкции при данной температуре и последующего охлаждения.
.
Самым распространенным
видом термической обработки
является отпуск. В зависимости
от температуры нагрева
различают низкий (250-300°С ),
средний (300-400°С) и высокий
отпуск (400-700°С).
Проведение операций
термической обработки
аппаратуры для нефтехимии
РТМ 24-66 «Термическая обработка нефте-химической аппаратуры и её
регламентируется
элементов».
57

58.

Термический метод
Недостатками такого термического воздействия являются его стоимость и
продолжительность. Отмечено, что снижение остаточных напряжений
происходит, в основном, в процессе нагрева..
.
58

59.

Механический метод
УУО
Подразумевают механическое воздействие на конструкцию с целью
создания пластической деформации заданного направления.
Ультразвуковая ударная обработка (УУО)
Суммарное
действие
знакопеременных
ультразвуковых
и
статических
остаточных
напряжений
может
превысить
значение
локального
предела
текучести, что вызывает
пластические сдвиги в
наиболее
напряженных
кристаллах .
59

60.

Механический метод
НВО
Сущность процесса состоит в упругих волн в сварной конструкции на
частотах 10…200 Гц в течение некоторого времени. В процессе такого
воздействия в конструкции возникают вибрационные напряжения, которые,
суммируясь с остаточными, ускоряют и интенсифицируют процесс
релаксации последних. Необходимым условием является достижение
предела текучести при вибрации сочетанием остаточных и вибрационных
напряжений.
Схема суммирования остаточных и
вибрационных напряжений в
металлоконструкции
60

61.

Механический метод
НВО
Вибрационная обработка может быть применима как во время сварки,
так и после нее.
Виброобработку малогабаритных изделий выполняют на вибростоле,
крупногаборитных-локально.
61

62.

Заключение
1. Возникновение значительных остаточных напряжений происходит при
получении литых заготовок, проката, сварных изделий, при лезвийной
обработке и обработке давлением.
2. Наличие остаточных напряжений в изделиях может вызвать коробление,
растрескивание из-за коррозии, хрупкое разрушение, понижение предела
упругости материла, изменение предела усталости и т. д.
3. На практике для пластичных материалов допустимо использовать третью
теорию прочности, где разность главных механических напряжений
должна быть меньше предела текучести материала.
4. Термическая обработка является не только энергоемким и низко
производительным процессом, но требующим четкого соблюдения
технологических параметров режима обработки.
5. Одним из разрабатываемых в последние годы способом снижения
напряжений и деформаций является вибрационная обработка сварных
соединений, как в процессе сварки, так и после неё.
62

63.

Термины
Остаточные (предварительные, внутренние, собственные) напряжения напряжения, существующие в конструкции или в отдельных ее элементах
при отсутствии внешних силовых, тепловых и других воздействий.
Остаточные пластические деформации (ОПД) — пластические
деформации, возникающие в результате воздействия нагрузок,
превышающих допустимые величины, и не исчезающие после снятия
нагрузок.
Напряженно-деформированное состояние (НДС) — состояние изделия,
возникающее в результате воздействия нагрузок.
Концентрация механических напряжений (КМН) — явление местного
повышения уровня механических напряжений, обусловленное физикомеханическими или конструкционными аномалиями в данной точке
изделия.
Коэффициент концентрации механических напряжений (КМН) —
отношение напряжения в точке конструкции к значениям напряжения в
этой же точке при отсутствии причины местной концентрации
63
напряжений. Безразмерная величина.

64.

Термины
Разность главных механических напряжений (РГМН) — параметр,
характеризующий диапазон верхней и нижней границ нормальных
напряжений, действующих по площадкам (сечениям), где отсутствуют
касательные напряжения.
Изострессы — линии поверхности изделия, в любой точке которых
РГМН имеет постоянное значение.
Градиент РГМН — скорость изменения РГМН по заданному проектом
направлению.
Эффект Баркгаузена – скачкообразное изменение намагниченности
ферромагнитных материалов при непрерывном изменении внешнего
магнитного поля.
Магнитная память металла - последействие, которое проявляется в виде
остаточной намагниченности металла изделий и сварных соединений,
сформировавшейся в процессе их изготовления и охлаждения в слабом
магнитном поле или в виде необратимого изменения намагниченности
изделий в зонах концентрации напряжений и повреждений от рабочих
64
нагрузок.

65.

Термины
Магнитоупругий эффект свойство ферромагнитных материалов
изменять магнитное состояние под влиянием механических напряжений.
Неразрушающие методы контроля (НМК), или дефектоскопия, – это
обобщающее название методов контроля материалов, используемых для
обнаружения нарушения сплошности или однородности макроструктуры,
отклонений химического состава и других целей, не требующих
разрушения образцов материала или изделия в целом.
65

66.

Взаимозаменяемость в машиностроении
66

67.

Производственные и технологический
процессы
Технологический процесс разделяется на следующие этапы:
1) изготовление заготовок деталей – литьё, ковка, штамповка или
разделка прокатного материала;
2) обработка заготовок на металлорежущих станках для получения
деталей с заданными размерами и формами;
3) сборка узлов и агрегатов, т.е. соединение отдельных деталей в
сборочные единицы;
4) окончательная сборка всего изделия;
5) регулировка и испытания изделия.
67
67

68.

Соединения деталей машин
Резьбовыми соединениями называют разъемные соединения деталей
с помощью резьбы или резьбовыми крепежными деталями — винтами,
болтами, шпильками, гайками. Термин винт применяют как общий
(объединяющий также болты и шпильки) и как частный (винт, вращаемый
при завинчивании и отвинчивании, т.е. ввинчивающийся в деталь).
Резьба образуется путем нанесения на поверхность деталей винтовых
канавок с сечением согласно профилю резьбы. Образованные таким
образом выступы носят название витков.
68
68

69.

Соединения деталей машин
Основные размерные параметры
резьбы. Диаметры резьбы (винта и
гайки): наружный d, D; средний d2,
D2; внутренний d1, D1.
Диаметры
винта,
как
охватываемой детали, обозначаются
малыми буквами, диаметры гайки,
как
охватывающей
детали
–
большими.
Профиль резьбы – это профиль выступа и канавки резьбы в плоскости
её осевого сечения.
Шаг резьбы Р – это расстояние по линии, параллельной оси резьбы
между средними точками ближайших одноимённых боковых сторон
профиля резьбы, лежащими в одной осевой плоскости по одну сторону от
69
69
оси резьбы.

70.

Соединения деталей машин
Заклёпочные соединения – это неразъёмные соединения,
выполняемые при помощи соединительного элемента – заклёпки.
Заклёпочные соединения образуют постановкой заклёпок в
совмещённые отверстия соединяемых элементов и расклёпкой с
осаживанием стержня. Т.е. стержень подвергается пластической
деформации, в результате которой формируется замыкающая головка.
70
70

71.

Соединения деталей машин
Сварные соединения стыковые: а), б) и в) – сварка без разделки кромок;
г), д) и е) – сварка с разделкой кромок свариваемых деталей.
Сварные соединения – это неразъемные соединения, основанные на
использовании сил молекулярного сцепления и получаемые путем
местного нагрева деталей до расплавленного состояния (сварка
плавлением электродуговая, электрошлаковая и др.) или до
тестообразного состояния с последующим применением механической
силы для сжатия свариваемых деталей (контактная сварка)
71
71

72.

Соединения деталей машин
Сварное соединение нахлёсточное
Сварные соединения тавровые
Сварные соединения угловые
72
72

73.

Соединения деталей машин
Паяные соединения – это неразъёмные соединения, обеспечиваемые
силами молекулярного взаимодействия между соединяемыми деталями и
припоем.
Припой – это сплав или металл, вводимый в расплавленном состоянии
в зазор между соединяемыми деталями и имеющий более низкую
температуру плавления, чем соединяемые детали.
Отличие пайки от сварки – отсутствие расплавления или
высокотемпературного нагрева соединяемых деталей.
73
73

74.

Соединения деталей машин
Клеевые соединения – это
неразъёмные
соединения
неметаллическим
веществом
посредством
поверхностного
схватывания
(адгезии)
и
внутренней межмолекулярной
связи (когезии) в клеящем слое.
Применяют
следующие
виды клеев.
- Термореактивны;
- Термопластичные;
- Эластомеры.
Рекомендуемые конструктивные формы клеевых
соединений: а — плоскостные, б — тавровые, в —
цилиндрические, I — нахлесточные соединения, II
— врезные (шпунтовые), III — стыковые
74
74

75.

Механические передачи
75

76.

Механические передачи
Фрикционные передачи. Простейшие передачи этого вида состоят
из двух колёс (катков) – ведущего и ведомого, которые прижимаются
своими рабочими поверхностями друг к другу настолько, чтобы сила
трения, развившаяся в результате этого нажатия, была равно величине
передаваемого окружного усилия.
76
76

77.

Механические передачи
Для фрикционных передач передаточное число определяется по
формуле:
где U –передаточное число;
d1 – диаметр ведущего колеса;
d2 – диаметр ведомого колеса;
ζ – коэффициент, учитывающий проскальзывние в передаче (ζ ≈
0,95…0,995).
77
77

78.

Механические передачи
Ременная передача состоит из ведущего и ведомого шкивов и ремня,
надетого на шкивы с натяжением и передающего окружную силу с
помощью трения, возникающей в контакте ремня и шкива.
Ремни выполняют с сечением в виде прямоугольника – плоские ремни
(а); с сечением в виде трапеции – клиновые ремни и поликлиновые ремни
(б, в); круглого сечения – круглые ремни (г) и зубчатые ремни (д), на
внутренней поверхности которых имеются зубья.
78
78

79.

Механические передачи
Передаточное число ременной передачи определяется по формуле:
где U –передаточное число;
d1, d2 – диаметры ведущего и ведомого шкива.
ζ – коэффициент, учитывающий проскальзывние в передаче (ζ ≈
0,95…0,995).
79
79

80.

Механические передачи
Цепная передача состоит из ведущей и ведомой звёздочек и цепи,
охватывающей звёздочки и зацепляющейся за их зубья. Цепь состоит из
соединённых шарнирами звеньев, которые обеспечивают подвижность или
гибкость цепи.
80
80

81.

Механические передачи
Передаточное число цепной передачи определяется по формуле
U = z2 / z1
где z1, z2 – число зубьев ведущей и ведомой звёздочки.
81
81

82.

Механические передачи
Зубчатые передачи
с параллельными осями вращения:
цилиндрическая
прямозубая (а), цилиндрическая косозубая
(б), передача с шевронным зубом (в) и
передача с внутренним зацеплением (г)
Зубчатые передачи
с пересекающимися осями вращения:
коническая прямозубая (д) передача,
коническая передача с тангенциальным
зубом (е) и коническая передача с
круговым зубом (ж)
Зубчатые передачи
Зубчатая передача для
с перекрещивающимися преобразования вращательного
осями вращения:
движения зубчатого колеса в
передача с винтовым поступательное движение зубчатой
зубом (з) и червячная
рейки и наоборот - реечная
передача (и)
передача (к)
82
82

83.

Механические передачи
Передаточное число зубчатой передачи определяется по формуле
U = z2 / z1
где z1, z2 – число зубьев ведущего и ведомого зубчатого колеса.
83
83

84.

Механические передачи
Редукторы различаются по
числу ступеней (т.е. количество
пар зубчатых зацеплений): одно-,
двух-, трёхступенчатые; по типу
зубчатой
передачи:
цилиндрические,
конические,
червячные,
коническоцилиндрические,
червячноцилиндрические и др.
Двухступенчатый
редуктор с цилиндрической косозубой
передачей
84
84

85.

Механические передачи
Назначение передачи винт-гайка – преобразование вращательного
движения в поступательное. Преобразование осуществляется при
помощи винтовой линии резьбы. Одна из деталей передачи (это может
быть и винт, и гайка) получает вращение от внешнего привода: двигателя
или ручного привода. За один полный оборот гайки или винта вторая
деталь перемещается поступательно на один шаг винтовой линии.
85
85

86.

Валы и оси
86

87.

Валы и оси
гладкий вал (а); ступенчатый вал (б, в); шпиндель станка (г);
коленчатый вал (д); ось вращающаяся вагонная (е); ось невращающаяся (ж)
Вращающиеся детали машин устанавливаются на валах или осях,
обеспечивающих постоянное положение оси вращения этих деталей. Ось
87
87
предназначается лишь для поддержания вращающихся деталей.

88.

Валы и оси
Подшипники качения
а) – шариковый подшипник однорядный, б) –шариковый подшипник
двухрядный, в) – роликовый подшипник, г) – роликоконический радиальноупорный подшипник, в) – игольчатый подшипник
В составе механизмов валы монтируются на специальных опорах,
которые называются подшипниками. Назначение подшипников –
поддерживать вращающиеся валы и оси в пространстве, обеспечивая им
88
возможность вращения или качания, и воспринимать действующие на88
них

89.

Валы и оси
Подшипник скольжения
Подшипники скольжения – это опоры вращающихся деталей,
работающие в условиях трения скольжения между поверхностями детали
и подшипника. Конструктивно подшипник скольжения представляет
собой втулку наружная поверхность которой базируется в корпусе, а
внутренняя является поверхностью скольжения. В зоне трения должна
быть интенсивная смазка.
89
89

90.

Валы и оси
Шпоночное соединение
Для передачи крутящего момента от вала к установленной на нём детали
и наоборот применяют шпоночное или шлицевое соединение.
Шпонка – это деталь, устанавливаемая в пазах двух соприкасающихся
деталей и препятствующая относительному повороту или сдвигу этих
деталей. Таким образом, детали, соединённые при помощи шпоночного
соединения, могут вращаться только совместно, т.е. происходит передача
90
90
крутящего момента.

91.

Валы и оси
Шлицевое соединение
Шлицевое соединение представляет собой соединение, образуемое
выступами на валу, входящими в соответствующие впадины на
присоединённой к валу детали. Эти выступы и впадины называются
шлицами. Шлицы, в отличие от шпонки, являются не отдельными деталями,
а конструктивными элементами соединяемых деталей.
91
91

92.

Валы и оси
Муфта постоянная глухая
Для соединения валов, расположенных вдоль одной оси, а также валов с
пересекающимися осями, служат муфты. По своему основному назначению
муфты разделяются на постоянные и сцепные. Назначением постоянных
муфт является постоянное соединение валов (без их разобщения);
назначением вторых – сцепление и расцепление валов в зависимости от
92
92
выполняемой задачи, т.е. управление машиной.

93.

Методы обработки типовых поверхностей
93
93

94.

Методы обработки типовых
поверхностей
Токарная обработка
94
94

95.

Методы обработки типовых
поверхностей. Токарная обработка
Наружное продольное точение
При этом виде точения выполняется обработка наружных
цилиндрических поверхностей. Заготовка 1 совершает вращательное
движение Dr, а резец прямолинейное поступательное перемещение вдоль
оси вращения заготовки – движение продольной подачи S0. d –
операционный размер заготовки. t – припуск. Для проведения обработки
95
95
вершина резца настраивается на операционный размер d.

96.

Методы обработки типовых
поверхностей. Токарная обработка
Подрезание торцев, прорезание канавок, отрезание
При этом виде точения производят подрезание торцев (а), прорезание
канавок (б), отрезание заготовок. Заготовка 1 совершает вращательное
движение Dr, а резец 3 – прямолинейное поступательное перемещение –
движение поперечной подачи SO, перпендикулярно оси вращения заготовки
1. Операционным размером в этом случае является длина заготовки L.
Припуск t снимается с торца заготовки. Ширина канавки h будет равна
ширине резца. При отрезании заготовки резец совершает движение подачи
до отделения от исходного прутка заготовки требуемой длины.
96
96

97.

Методы обработки типовых
поверхностей. Токарная обработка
Растачивание отверстия
При этом виде точения производится обработка отверстий в
заготовках. Заготовка 1 закрепляется в самоцентрирующем патроне 2 и
совершает вращательное движение Dr. Инструмент – расточной резец 3. Он
настраивается на операционный размер D и совершает прямолинейное
движение продольной подачи S0 вдоль оси заготовки. Припуск t снимается
со стенок отверстия. Диаметр обрабатываемого отверстия при этом
97
97
увеличивается.

98.

Методы обработки типовых
поверхностей. Токарная обработка
Точение конической поверхности
При фасонном точении производится обработка поверхностей сложной
конфигурации: конических, сферических, ступенчатых, криволинейных. В
этом случае обработка осуществляется при одновременном перемещении
резца 3 в продольном и поперечном направлениях. Фасонное точение может
производится по копиру, контур которого соответствует контуру
поверхности, которую необходимо изготовить.
98
98

99.

Методы обработки типовых
поверхностей. Токарная обработка
Точение фасонным резцом
Точение конической поверхности
Существует фасонное точение специальным фасонным резцом (Точение
фасонным резцом). Контур режущей части фасонного резца соответствует
контуру поверхности, которую нужно получить. Заготовка совершает
вращательное движение Dr, а фасонный резец – движение поперечной подачи
S0. Конические поверхности также могут быть получены, если ось вращения
заготовки и линия перемещения резца непараллельны (Точение конической
поверхности). Для этого суппорт с резцом поворачивается на угол, равный
половине угла при вершине изготовляемого конуса, а резец совершает
99
99
простое движение продольной подачи.

100.

Методы обработки типовых
поверхностей. Токарная обработка
Нарезание резьбы
На токарных станках может производиться нарезание наружной и
внутренней резьбы (т.е. резьбы в отверстиях). Заготовка совершает
вращательное движение, а резец – движение продольной подачи. Причём за
один оборот заготовки резец должен переместиться на один шаг нарезаемой
резьбы.
Например, нарезается резьба М10х1,25. Это значит наружный диаметр
резьбы равен 10 мм, а шаг одного витка резьбы равен 1,25 мм. Тогда, для
10
10
образования винтовой линии, за один полный оборот заготовки резец
должен переместиться в продольном направлении на 1,25 мм.
00

101.

Методы обработки типовых
поверхностей. Токарная обработка
Сверление осевого отверстия
Также существует фасонное точение специальным фасонным резцом.
Контур режущей части фасонного резца соответствует контуру поверхности,
которую нужно получить. Заготовка 1 совершает вращательное движение Dr,
а фасонный резец 3 – движение поперечной подачи S0.
10
10
11

102.

Методы обработки типовых
поверхностей. Приспособления для
токарных работ
Приспособления для токарных работ
Для базирования заготовки и придания ей вращения служат станочные
приспособления, называемые патронами. Существуют самоцентрирующие
патроны (трёхкулачковые, цанговые), у которых зажимающие кулачки
движутся все одновременно от общего привода, ручного или
механизированного. Такие патроны служат для зажима круглых или
шестигранных заготовок таким образом, что геометрическая ось симметрии
заготовки совпадает с осью вращения.
Патрон трёхкулачковый самоцентрирующий
10
10
22

103.

Методы обработки типовых
поверхностей. Приспособления для
токарных работ
Приспособления для токарных работ
Для базирования квадратных, прямоугольных или несимметричных
заготовок служат четырёхкулачковые патроны. У них каждый кулачок имеет
свой привод и может перемещаться независимо от остальных кулачков. В
таком патроне можно закрепить заготовку любой формы и создать
необходимую ось вращения. Например, для операции растачивания
отверстия в корпусе насоса. Закреплённый в патроне корпус будет вращаться
вокруг оси отверстия.
Патрон четырёхкулачковый
10
10
33

104.

Методы обработки типовых
поверхностей. Приспособления для
токарных работ
Приспособления для токарных работ
Если длина заготовки составляет более 2d, то возникает необходимость
во второй опоре. В этом случае применяются задние центры. Опорой для
левой стороны заготовки служит патрон, а для правой стороны – задний
центр.
10
10
Закрепление заготовки в патроне с опорой на задний центр
44

105.

Методы обработки типовых
поверхностей. Приспособления для
токарных работ
Часто заготовку базируют не в патроне, а в двух центрах – переднем и
заднем. Такая схема обеспечивает постоянство базирования, а значит более
точная. Но центры только базируют заготовку, а ей необходимо придать ещё
вращение. Для этой цели служат поводковые патроны. В его состав входят
хомут 2 для захвата заготовки 1 и поводок 3, соединяющий хомут с
вращающимся шпинделем станка.
Установка заготовки в центрах и поводковом патроне
10
10
55

106.

Методы обработки типовых
поверхностей. Приспособления для
токарных работ
Если обрабатывается нежёсткая заготовка, L>12d, (т.е. заготовка,
имеющая малую способность к сопротивлению действующим на неё
усилиям, легко деформирующаяся), то необходимо предусмотреть
дополнительную опору для заготовки для предотвращения её деформаций от
действия сил резания. Для этого применяется люнет.
Установка заготовки с дополнительной опорой на
неподвижный люнет
10
10
66

107.

Методы обработки типовых
поверхностей. Приспособления для
токарных работ
Инструменты для токарных работ
Основным инструментом является токарный резец. Разнообразие
токарных работ предопределяет разнообразие токарных резцов: проходные
(слайд 95, слайд 99, слайд 105, слайд 106), подрезные (слайд 96 ), отрезные,
отогнутые, канавочные (слайд 96 ), расточные (слайд 97), резьбовые,
фасонные (слайд 99), резцы для алмазного выглаживания, работающие по
методу поверхностного пластического деформирования. В ряде случаев
могут применяться специальные инструменты – накатники. Они работают по
методу пластического деформирования, т.е. вдавливаются в поверхность
заготовки и наносят таким образом рифление.
При обработке осевых отверстий в задней бабке токарного станка может
быть установлено сверло, зенкер, развёртка, метчик
10
10
77

108.

Методы обработки типовых
поверхностей. Шлифование
Шлифовальные круги: а – прямой плоский, б – чашечный конический, в –
чашечный цилиндрический, г – тарельчатые круги, д – дисковый. Фасонные
круги имеют специальную заточку.
Шлифование – это вид обработки, осуществляемый с помощью
абразивного инструмента, режущими элементами которого являются
зёрна абразивных материалов. Инструментом являются шлифовальные
круги, которые состоят из зёрен абразивных материалов, соединённых
10
10
друг с другом при помощи связки.
88

109.

Методы обработки типовых
поверхностей. Шлифование
10
10
99

110.

Методы обработки типовых
поверхностей. Шлифование
Круглое наружное шлифование методом продольной подачи
Обработка производится на круглошлифовальных станках. Круг 2
совершает вращательное движение резания Dr. Заготовка 1 совершает
движение круговой подачи SЗАГ и движение продольной подачи вдоль
собственной оси. При этом соблюдается соотношение nкр = 60nзаг. Данный
метод применяется для длинных заготовок.
11
11
00

111.

Методы обработки типовых
поверхностей. Шлифование
Круглое наружное шлифование методом поперечной подачи
Круг 2 совершает вращательное движение резания Dr и движение
поперечной подачи перпендикулярно оси заготовки. Заготовка 1
совершает движение круговой подачи SЗАГ. При этом соблюдается
соотношение nкр = 60nзаг. Данный метод применяется коротких участков
заготовки. Ширина круга должна превышать длину обрабатываемого
11
11
участка.
11

112.

Методы обработки типовых
поверхностей. Шлифование
Торце-круглошлифовальная операция
Обработка производится на торцекрулошлифовальных станках. Круг
совершает вращательное движение резания Dr и движение подачи под
углом к оси вращения заготовки. Ось вращения круга наклонена к оси
вращения заготовки под углом 26º34’. При этом круг одновременно
шлифует наружную цилиндрическую поверхность заготовки и
прилегающий торец, т.е. с одного установа. Это обеспечивает повышение
производительности обработки и перпендикулярность торца к
11
11
цилиндрической поверхности. Заготовка 1 совершает движение круговой
подачи SЗАГ.
22

113.

Методы обработки типовых
поверхностей. Шлифование
Бесцентровое шлифование
Ведущий круг 2 получает вращение от коробки скоростей станка.
Вследствие трения он вовлекает во вращение заготовку 3.
Проскальзывание между ведущим кругом и заготовкой небольшое. В
свою очередь заготовка контактирует с рабочим кругом 1 и стремится
провернуть его. Рабочий круг обладает значительной массой.
11
11
33

114.

Методы обработки типовых
поверхностей. Шлифование
Плоское шлифование
Обрабатываются плоские поверхности. Обработка ведётся на
плоскошлифовальных станках. Заготовка устанавливается на стол
плоскошлифовального станка. Круг совершает вращательное движение
резания Dr, а стол с заготовкой прямолинейное возвратно-поступательное
движение S. Для обработки заготовки по всей ширине круг совершает
11
11
движение поперечной подачи на каждый двойной ход стола с заготовкой.
44

115.

Методы обработки типовых
поверхностей. Шлифование
Внутреннее шлифование
Круг совершает вращательное движение резания Dr и прямолинейное
движение подачи Sкр. Заготовка совершает вращательное движение
круговой подачи Sзаг. Также внутреннее шлифование может производиться
при неподвижной заготовке. В этом случае шпиндель станка со
шлифовальным кругом совершает вращательное и планетарное движение.
11
11
Также осуществляется продольная подача круга.
55

116.

Методы обработки типовых поверхностей.
Обработка на сверлильных станках
Виды обработки, выполняемые на сверлильном станке:а- сверление
отверстий; б-зенкерование отверстий; в-развёртывание отверстий; г11
11
нарезание резьбы; д-зенкование
66

117.

Методы обработки типовых поверхностей.
Обработка на сверлильных станках
Сверлильный кондуктор: 1–шток, 2–кондукторная плита, 3–заготовка, 4–
сверло, 5–кондукторная втулка, 6–боковая опора, 7-корпус, 8–опора
штырь.
Заготовка базируется по опорам. Шток совершает ход вниз и
кондукторная плита закрепляет заготовку. Затем сверло направляется через
кондукторную втулку и сверлит отверстие. Таким образом, заготовка
закрепляется в кондукторе, а сверло направляется в заданную координату
11
11
без разметки.
77

118.

Методы обработки типовых поверхностей.
Обработка на расточных станках
Растачивание отверстия на расточном
станке:
1 – планшайба, 2 – резцедержатель, 3 – стол
станка.
Резец совершает вращательное движение резания Dr, а заготовка,
установленная на столе расточного станка, – прямолинейное движение
11
11
подачи S.
88

119.

Методы обработки типовых поверхностей.
Протягивание
Протяжка
1 –захватная часть, 2 – переход, 3 –базирующая часть,
4–режущие зубья, 5–калибрующие зубья, 6–хвостовик.
На рис. показана заготовка перед началом обработки. Заготовка
упирается в планшайбу станка и через её отверстие протягивается
протяжка. Протяжка совершает одно прямолинейное движение Dr. Диаметр
каждого режущего зуба больше диаметра предыдущего режущего зуба на
11
11
величину припуска. Каждый режущий зуб снимает свой припуск за один
99
ход.

120.

Методы обработки типовых поверхностей.
Обработка фрезерованием
Виды обработки фрезерованием: а) цилиндрическое
фрезерование; б)торцовое фрезерование; в), г) фрезерование дисковой
12
12
фрезой;д)фрезерование пальцевой, концевой фрезой; е), ж) фрезерование
00
сложной поверхности набором фрез.

121.

Методы обработки типовых поверхностей.
Обработка зубчатых поверхностей
Метод обработки зубчатых колёс:
нарезание копированием. При копировании
режущему инструменту придают форму
впадины между зубьями, т.е. выполняют
специальную, фасонную заточку инструмента.
При этом профиль инструмента копируется
на обрабатываемой поверхности. На рисунке
показано нарезание зубчатого колеса дисковой
модульной фрезой. Дисковая фреза совершает
вращательное движение резания Dr и движение
подачи S. Фреза прорезает одну впадину между
Нарезание зубьев дисковой двумя соседними зубьями, т.е. формирует две
модульной фрезой
боковые поверхности двух соседних зубьев.
После прорезания одной впадины фреза возвращается в исходное
положение, а заготовка поворачивается на один угловой шаг S шаг и
подставляет под обработку следующий участок. Прорезается следующая
12
12
впадина и т.д. по всей окружности.
11

122.

Методы обработки типовых поверхностей.
Обработка зубчатых поверхностей
Пальцевая модульная фреза
совершает
вращательное
движение резания Dr вокруг
вертикальной оси и движение
подачи
S.
В
остальном
кинематика такая же, как при
нарезании дисковой фрезой.
Нарезание зубьев пальцевой
модульной фрезой
12
12
22

123.

Методы обработки типовых поверхностей.
Обработка зубчатых поверхностей
Нарезание зубьев методом обкатки: а) червячной фрезой; б) долбяком
Метод обката заключается в том, что зубья на зубчатом колесе
образуются при совместном согласованном вращении (обкатке) режущего
инструмента и заготовки. В качестве режущих инструментов используют
червячную фрезу (рис. а), инструментальную рейку (гребенку) и
инструментальное колесо (долбяк ) (рис. б).
12
12
33

124.

Методы обработки типовых поверхностей.
Обработка зубчатых поверхностей
Зубофрезерование червячной фрезой
Фреза совершает вращательное движение резания D r и движение
подачи S вдоль оси заготовки, чтобы прорезать зубья по всей ширине
заготовки. Заготовка совершает вращательное движение подачи S заг ,
причем вращение фрезы и заготовки взаимно согласовано: за один полный
оборот фрезы заготовка поворачивается на один угловой шаг (один зуб).
Зубчатое колесо будет нарезано, когда заготовка совершит один полный
12
12
оборот. В отличие от метода копирования, заготовка вращается непрерывно.
44

125.

Методы обработки типовых поверхностей.
Обработка зубчатых поверхностей
Долбяк
совершает
возвратнопоступательные движения резания Dr.
Сначала он совершает движение Sврез и
врезается в заготовку на высоту зуба. Затем
начинается
взаимно-согласованное
движение обката Sдолб и Sзаг таким
образом,
что
долбяк
и
заготовка
воспроизводят зацепление двух зубчатых
колёс. Циклограмма движений долбяка
показана на рисунке: РХ – рабочий ход, БО
– быстрый отвод, ХХ – холостой ход, БП –
быстрый подвод.
Зубодолбление
12
12
55

126.

Методы обработки типовых поверхностей.
Обработка зубчатых поверхностей
Схема
зубострогательного
процесса
показана на рис. Обработка ведётся двумя
резцами. Каждый резец формирует одну
боковую поверхность одного зуба. При работе
пара резцов и заготовка воспроизводят
зацепление зубчатого колеса и зубчатой
рейки. Резцы совершают прямолинейное
возвратно-поступательное движение резания
Dr. При этом суппорт с резцами и заготовка
совершают взаимно согласованное движение
обката. Суппорт – прямолинейное движение
S, а заготовка – вращательное движение SКР.
Таким образом, пара резцов формирует один
зуб конического зубчатого колеса.
12
Зубострогание 12
66

127.

Методы обработки типовых поверхностей.
Обработка зубчатых поверхностей
Шевингование
относится
к
методам обкатки. Обработку ведут на
шевинговальных
станках
шевером.
Схема шевингования показана на 2
рисунке. 1 – шевер, 2 – заготовка. Шевер
вводится в зацепление с обрабатываемым
зубчатым
колесом
и
получает
принудительное вращение от привода
Шевер
Зубошевингование станка (движение Dr), причём оси
вращения
шевера
и
заготовки
Шевер вращает заготовку. Скрещивание
осей приводит к продольному
скрещивающиеся.
относительному скольжению зубьев шевера и заготовки, и при этом
режущие кромки зубьев шевера срезают припуск с боковых поверхностей
зубьев заготовки. Для обработки заготовки по всей ширине заготовка
совершает движение продольной подачи SПР. Шевингованием можно
достичь 5 степени точности и Ra0,6. Также шевингованием можно придать
12
12
зубьям бочкообразность.
77

128.

Методы обработки типовых поверхностей.
Обработка зубчатых поверхностей
Зубошлифование по методу обката
Существует зубошлифование по
методу копирования и по методу
обката. Зубошлифованием достигается 4
степень точности и шероховатость до
Ra0,1. Схема зубошлифования по методу
обката показана на рисунке. При работе
суппорт со шлифовальными кругами и
заготовка
воспроизводят
зацепление
зубчатого колёса и зубчатой рейки. Круги
совершают
вращательное
движение
резания Dr.
Суппорт с кругами и заготовка совершают взаимно согласованное
движение обката Sобк (суппорт – прямолинейное, а заготовка –
вращательное). Каждый круг обрабатывает одну боковую поверхность
одного зуба. В процессе обката шлифовальные круги и заготовка совершают
несколько двойных ходов.
12
12
88

129.

Методы обработки типовых поверхностей.
Обработка зубчатых поверхностей
При зубошлифовании по методу копирования
применяется фасонный шлифовальный круг,
профиль которого копируется на обрабатываемые
зубья. Схема процесса показана на рисунке. 1 –
фасонный шлифовальный круг, 2 – заготовка. Круг
совершает вращательное движение резания Dr и
движение подачи S. Круг обрабатывает одну
впадину зубчатого колеса. Затем заготовка
совершает движение деления S дел – вращается на
один угловой шаг – и подставляет под обработку
следующую впадину и т.д. по всей окружности.
Зубошлифование по
методу копирования
12
12
99

130.

Определения
Взаимозаменяемостью называется свойство составной части изделия,
обеспечивающее возможность ее применения вместо другой без
дополнительной обработки с сохранением заданного качества изделия, в
состав которого она входит. То есть, основой взаимозаменяемости является
независимое изготовление отдельных частей (деталей, узлов).
Взаимозаменяемость – свойство независимо изготовленных деталей
или узлов занимать своё место в узле или машине без дополнительной их
обработки при сборке и выполнять свои функции в соответствии с
техническими требованиями к работе данного узла или машины. Неполная
или частичная взаимозаменяемость определяется подбором или
дополнительной обработкой деталей при сборке.
Комплексность - это учет всей совокупности и взаимодействий
операций обеспечения функциональной взаимозаменяемости, т.е.
уточненный расчет функциональных параметров, допусков, разработка
средств управляющего взаимодействия, подготовка организационных
мероприятий, обеспечение достоверности контроля качества.
13
0

131.

Определения
Внешняя взаимозаменяемость — это взаимозаменяемость покупных
и кооперируемых изделий (монтируемых в другие более сложные изделия)
и сборочных единиц по эксплуатационным показателям, а также по
размерам и форме присоединительных поверхностей.
Внутренняя взаимозаменяемость распространяется на детали,
сборочные единицы и механизмы, входящие в изделие.
Уровень взаимозаменяемости производства можно характеризовать
коэффициентом
взаимозаменяемости
Кв,
равным
отношению
трудоемкости изготовления взаимозаменяемых деталей и сборочных
единиц к общей трудоемкости изготовления изделия. Значение этого
коэффициента может быть различным, однако степень его приближения к
единице является объективным показателем технического уровня
производства.
Совместимость — это свойство объектов занимать свое место в
сложном готовом изделии и выполнять требуемые функции при
совместной или последовательной работе этих объектов и сложного
13
изделия в заданных эксплуатационных условиях.
1

132.

Определения
Взаимозаменяемость, при которой обеспечивается работоспособность
изделий с оптимальными и стабильными (в заданных пределах) во времени
эксплуатационными показателями или с оптимальными показателями
качества функционирования для сборочных единиц и взаимозаменяемость
их по этим показателям, называют функциональной.
Функциональными
являются
геометрические,
электрические,
механические и другие параметры, влияющие на эксплуатационные
показатели машин и других изделий или служебные функции сборочных
единиц. Например, от зазора между поршнем и цилиндром
(функционального
параметра)
зависит
мощность
двигателей
(эксплуатационный показатель).
Единая система допусков и посадок (ЕСДП) и Основные нормы
взаимозаменяемости, которые базируются на стандартах и рекомендациях
ИСО. ЕСДП распространяется на допуски размеров гладких элементов
деталей и на посадки, образуемые при соединении этих деталей. Основные
нормы взаимозаменяемости включают системы допусков и посадок 13
на
резьбы, зубчатые передачи, конуса и др.
2

133.

Определения
Размер — это числовое значение линейной величины (диаметра,
длины и т. д.) в выбранных единицах измерения. Размеры подразделяют на
номинальные, действительные и предельные.
Номинальный — это размер, относительно которого определяются
предельные размеры и который служит также началом отсчета отклонений.
Номинальный размер — это основной размер, полученный на основе
кинематических, динамических и прочностных расчетов или выбранный из
конструктивных, технологических, эксплуатационных, эстетических и
других соображений.
Действительный — это размер, установленный измерением с
допустимой погрешностью.
Предельные — это два предельно допустимых размера, между
которыми должен находиться или которым может быть равен
действительный размер.
13
3

134.

Поля допусков отверстия и вала при посадке с
зазором (отклонения отверстия положительны,
отклонения вала отрицательны)
13
4

135.

Определения
Действительный размер – размер, установленный измерением (с
допустимой погрешностью измерения).
Предельный размер – наибольший или наименьший допустимый
размер, установленный чертежом детали или узла.
Отклонение — это алгебраическая разность между размером
(действительным, предельным и т. д.) и соответствующим номинальным
размером.
Действительное отклонение — это алгебраическая разность между
действительным и номинальным размерами. Предельное отклонение —
между предельным и номинальным размерами.
Верхнее отклонение — это алгебраическая разность между
наибольшим предельным и номинальным размерами, нижнее отклонение
— это алгебраическая разность между наименьшим предельным и
номинальным размерами.
В ГОСТе 25346 - 89 приняты условные обозначения: верхнее
отклонение отверстия ЕS, вала — еs, нижнее отклонение отверстия EI, вала
13
— ei.
5

136.

Определения
Допуск – разность между наибольшим и наименьшим предельными
размерами или алгебраическая разность между верхним и нижним
отклонением.
Нулевая линия — это линия, соответствующая номинальному
размеру, от которой откладываются отклонения размеров при графическом
изображении допусков и посадок. При горизонтальном расположении
нулевой линии положительные отклонения откладываются вверх от нее, а
отрицательные —вниз.
Поле допуска – поле, ограниченное верхним и нижним отклонением.
Поле допуска определяется величиной допуска и его положением
относительно номинального размера (нулевой линии).
Две или несколько подвижно или неподвижно соединяемых деталей
называют сопрягаемыми. Поверхности, по которым происходит
соединение деталей, называют сопрягаемыми. Остальные поверхности
называют несопрягаемыми (свободными). В соответствии с этим
различают размеры сопрягаемых и несопрягаемых (свободных)
13
поверхностей.
6

137.

Определения
Посадкой называют характер соединения деталей, определяемый
величиной получающихся в нем зазоров или натягов. Посадка
характеризует свободу относительного перемещения соединяемых деталей
или степень сопротивления их взаимному смещению.
Зазор S - разность размеров отверстия и вала, если размер отверстия
больше размера вала.
Натяг N — разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер
вала больше размера отверстия.
Допуск посадки — разность между наибольшим и наименьшим
допускаемыми зазорами или наибольшим и наименьшим допускаемыми
натягами. В переходных посадках допуск посадки — сумма наибольшего
натяга и наибольшего зазора, взятых по абсолютному значению.
Под квалитетом понимают совокупность допусков, характеризуемых
постоянной относительной точностью (определяемой коэффициентом а)
для всех номинальных размеров данного диапазона (например, от 1 до 500
мм). Точность в пределах одного квалитета зависит только 13
от
номинального размера.
7

138.

Определения
В зависимости от взаимного расположения полей допусков отверстия и
вала посадка может быть: с зазором(а), натягом(б) или переходной(в), при
которой возможно получение как зазора, так и натяга.
Схемы полей допусков посадок: а – с зазором; б – натягом; в – переходной
Наибольший, наименьший и средний зазоры определяют по формулам:
Smax = Dmax – dmin ; Smin = Dmin – dmax ; Sm = (Smax + Smin)/2.
Наибольший, наименьший и средний натяги определяют по формулам:
Nmax= dmax – Dmin; Nmin = dmin– Dmax ; Nm = (Nmax + Nmin)/2.
13
8

139.

Определения
Профиль—это линия пересечения поверхности с плоскостью или
заданной поверхностью. Различают профили номинальной и реальной
поверхностей.
Нормируемый участок - это участок поверхности или линии, к
которому относится допуск на отклонение формы или расположение
элемента. Нормируемый участок должен задаваться размерами,
определяющими его площадь, длину или угол сектора (в полярных
координатах). Если нормируемый участок не задан, то допуск или
отклонение формы или расположения должен относиться ко всей
поверхности или длине рассматриваемого элемента.
База - элемент детали (или выполняющее ту же функцию сочетание
элементов), определяющий одну из плоскостей или осей системы
координат, по отношению к которой задается допуск расположения или
определяется отклонение расположения рассматриваемого элемента.
Базами могут быть, например, базовая плоскость, базовая ось, базовая
плоскость симметрии.
13
9

140.

Определения
Операция – это законченная часть технологического процесса,
выполняемая на одной единице технологического оборудования, на одном
рабочем месте.
Установ – часть технологической операции, выполняемая при
неизменном закреплении обрабатываемой заготовки относительно
станочного приспособления.
Технологический переход – часть технологической операции,
выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения
при постоянных технологических режимах.
Вспомогательный переход – это часть технологической операции,
состоящая из действий человека или оборудования, которые не
сопровождаются изменением свойств заготовки, но необходимы для
выполнения технологического перехода.
Рабочий ход – часть технологического процесса, состоящая из
однократного перемещения инструмента относительно заготовки
14
0

141.

Определения
Производственный процесс – это совокупность всех действий, людей
и орудий труда, необходимых на предприятии для изготовления и ремонта
продукции.
Технологическим
процессом
называется
часть
производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по
изменение размеров, формы и свойств объекта производства.
Операции, входящие в состав технологического процесса, выполняют
в определённой последовательности. Указанную последовательность
называют технологическим маршрутом.
14
1

142.

Взаимозаменяемость гладких цилиндрических
деталей
14
14
22

143.

Допуск
Допуск зависит от квалитета и размера:
Т = k*i,
где k - число единиц допуска, зависящее от квалитета и не зависящее
от номинального размера. Значения k, начиная с квалитета 5,
приблизительно
соответствуют
геометрической
прогрессии
с
коэффициентом 1,6;
i- единица допуска, являющаяся функцией номинального размера и
служащая для определения числового значения допуска.
D — среднее геометрическое из крайних значений каждого интервала
номинальных размеров в мм. D = √Dmin*Dmax. Для интервала до 3 мм
принимается D = 3 .
В ЕСДП установлено 20 квалитетов: 01, 0, 1, 2, ..., 18.
14
3

144.

Основные отклонения отверстий и
валов
Основное
отклонение — одно из
двух отклонений (верхнее
или
нижнее),
используемое
для
определения положения
поля
допуска
относительно
нулевой
линии. Для отверстий (от
А до Z); для валов (от а
до z).
В системе ЕСДП
таким
отклонением
является
отклонение,
ближайшее к нулевой
линии.
14
4

145.

Основные отклонения отверстий и
валов
Отклонения a – h (A
– H) предназначены для
образования посадок с
зазором, js – zc (Js – ZC)
–
для
посадок
с
натягами
и
переходных, причем для
переходных
обычно
применяют отклонения
js, k, m, n (Js, K, M, N).
14
5

146.

Общее правило определения
основных отклонений отверстий
Общее правило определения основных отклонений отверстий —
основное отклонение отверстия должно быть симметрично относительно
нулевой линии основному отклонению вала, обозначенному той же буквой:
ЕI = -es — для отверстий от А до Н, ЕS = -ei - для отверстий от I до ZC.
Исключение составляет отклонение отверстий квалитетов от 9 до 16
размеров свыше 3 мм, у которых основное отклонение ЕS = 0.
14
6

147.

Специальное правило определения
основных отклонений отверстий
Специальное
правило
определения основных отклонений
отверстий: две соответствующие друг
другу посадки в системе отверстия и в
системе вала, в которых отверстие
данного квалитета соединяется с валом
ближайшего, более точного квалитета
(например, Н7/р6 и Р7/h6), должны
иметь одинаковые зазоры и натяги:
Es = -ei + Δ,
где
Δ = ITn – ITn-1, т. е.
равна разности между допуском
рассматриваемого квалитета, с которым будет сочетаться данное основное
отклонение, и допуском ближайшего, более точного квалитета. Правило
действительно для отверстий размером свыше 3 мм: J, K, M и N до IT8
включительно и от Р до ZC до IT7 включительно.
14
7

148.

Посадки в системе отверстия и
вала
Посадки
в
системе
отверстия — это посадки, в
которых различные зазоры и
натяги получаются соединением
различных валов с основным
отверстием.
У
основного
отверстия нижнее отклонение
равно
нулю,
а
основное
Примеры посадок в системах: а – отверстия; б
- вала
обозначается Н.
На чертеже такие посадки обозначаются следующим образом: ø50Н9/d9;
ø50H7/r6; ø50H7/k6.
Посадки в системе вала — это посадки, в которых различные зазоры и
натяги получаются соединением различных отверстий с основным валом. У
основного вала верхнее отклонение равно нулю, а основное обозначается h.
На чертеже такие посадки обозначаются, например, ø50D9/h9; ø50R7/h6;
ø50K7/h6.
14
Допускается применение комбинированных посадок.
8

149.

Обозначение полей допусков,
предельных отклонений и посадок на
чертежах
14
9

150.

Задача
Определить предельные размеры (Dmax, dmax, Dmin, dmin), допуски
(TD, Td, TS), зазоры в соединении при посадке с зазором ø40Н7/f7 (Smax,
Smin).
1) ГОСТ 25346-2013
Посадка с зазором - слайд 138.
2) Номинальный размер - 40мм;
Поле допуска отверстия - H7; вала - f7
Квалитет -7; числовое значение допуска по 1 таблице - 25мкм
Вал: Верхнее отклонение es= -25мкм; нижнее ei = -50мкм;
dmax=40-0,025=39,975 мм; dmin=40-0,05=39,95 мм; Td=39,975-39,95=0,025 мм.
Отверстие: Нижнее отклонение EI =0мкм; Верхнее отклонение ES =+25мкм
Dmax=40+0,025=40,025 мм; Dmin=40мм; TD= 40,025 — 40,000 = 0,025 мм.
3) Smax = Dmax – dmin =40,025-39,95=0,075 мм;
Smin = Dmin – dmax = 40-39,975= 0,025 мм;
TS=0,075-0,025=0,05мм.
Задание: Нарисуйте в тетради поле допуска в соединении при посадке
15 с
зазором ø40Н7/f7.
0

151.

Задача
Определить предельные размеры (Dmax, dmax, Dmin, dmin), допуски
(TD, Td, TS), зазоры/натяги в соединении при посадке с зазором/натягом
(Smax/Nmax, Smin/Nmin). Нарисуйте в тетради поле допуска/ оформить в
ворд документе.
Ø30H7/e6; Ø50E9/h8; Ø80Н7/g6.
15
1

152.

Шероховатость поверхности
15
15
22

153.

Шероховатость. Определения
Шероховатостью поверхности согласно ГОСТу 25142 - 82 называют
совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами,
выделенную с помощью базовой длины.
Базовая длина l — длина базовой линии, используемой для выделения
неровностей, характеризующих шероховатость поверхности.
Базовая линия (поверхность) — линия (поверхность) заданной
геометрической формы, определенным образом проведенная относительно
профиля (поверхности) и служащая для оценки геометрических параметров
поверхности.
Числовые значения шероховатости поверхности определяют от единой
базы, за которую принята средняя линия профиля m, т. е. базовая линия,
имеющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах
базовой длины среднее квадратическое отклонение профиля до этой линии
минимально. Систему отсчета шероховатости от средней линии профиля
называют системой средней линии.
15
3

154.

Шероховатость. Определения
Если для определения шероховатости выбран участок поверхности
длиной l, другие неровности (например, волнистость), имеющие шаг
больше l, не учитывают.
Длина оценки L - длина, на которой оценивают шероховатость. Она
может содержать одну или несколько базовых длин l. Числовые значения
базовой длины выбирают из ряда: 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,80; 2,5; 8; 25 мм.
15
4

155.

Параметры шероховатости
1. Среднее арифметическое отклонение профиля Ra - среднее
арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах
базовой длины:
где l — базовая длина; n — число выбранных точек профиля на базовой
длине; у — расстояние между любой точкой профиля и средней линией
(отклонение профиля).
Профилограмма поверхности
15
5

156.

Параметры шероховатости
2. Высота неровностей профиля по десяти точкам Rz — сумма
средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и
глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины:
где Himax, Himin определяются относительно средней линии, а himax, himin –
относительно произвольной прямой, параллельной средней линии и не
пересекающей профиль.
3. Наибольшая высота неровностей профиля Rmax — расстояние
между линией выступов профиля и линией впадин профиля в пределах
базовой длины.
4. Средний шаг неровностей профиля Sm — среднее арифметическое
значение шага неровностей профиля в пределах базовой длины:
где Smi — шаг неровностей профиля, равный длине отрезка средней
15
линии, заключенного между точками пересечения смежных выступов и
6
впадин профиля со средней линией.

157.

Параметры шероховатости
5. Средний шаг неровностей профиля по вершинам S — среднее
арифметическое значение шага неровностей профиля по вершинам в
пределах базовой длины:
Si — шаг неровностей профиля, равный длине отрезка средней линии,
заключенного между проекциями на нее наивысших точек двух соседних
местных выступов профиля.
6. Относительная опорная длина профиля tр — отношение опорной
длины профиля к базовой длине:
где ղр - опорная длина профиля — сумма длин отрезков bi, отсекаемых
на заданном уровне р в материале профиля линией, эквидистантной средней
линии m в пределах базовой длины:
Числовые значения параметров шероховатости Ra, Rz, Rmax, Sm, S и tp
15
приведены в ГОСТе 2789 – 73
7

158.

Обозначение шероховатости
на чертежах
Структура обозначения
шероховатости поверхности
ГОСТ 2.309 – 73. При обозначении
шероховатости только по параметру
применяют знак без полки.
В обозначении числового значения
параметра Ra символ не указывается.
Если параметры Rа, Rz, Rmax определены
на базовой длине в соответствии с
ГОСТом 2789 – 73, то эти базовые длины
не указываются в требованиях к
шероховатости (рис. б).
Примеры обозначения шероховатости на чертежах
15
8

159.

Обозначение шероховатости
на чертежах
Направления неровностей поверхности по ГОСТу 2789 – 73
Примеры обозначения шероховатости на чертежах
15
9

160.

Обозначение шероховатости
на чертежах
При указании двух и более параметров шероховатости поверхности
значения параметров записывают сверху вниз в следующем порядке: высота
неровностей профиля, шаг неровностей профиля, относительная опорная
длина профиля (рис. а). Допускается применять упрощенное обозначение
шероховатости поверхностей с разъяснением его в технических требованиях
чертежа (рис. в).
В обозначении шероховатости поверхности, способ обработки которой
конструктором не устанавливается, применяют знак (рис. а, в).
В обозначении шероховатости поверхности, которая должна быть
образована только удалением слоя материала, применяют знак (рис. б).
В обозначении шероховатости поверхности, которая должна быть
образована без удаления слоя материала, применяют знак
с указанием
значения параметра шероховатости.
Примеры
обозначения
шероховатост 16
и на чертежах
0

161.

Обозначение шероховатости
на чертежах
Если шероховатость одной и той же поверхности различна на отдельных
участках, то эти участки разграничивают сплошной тонкой линией с
нанесением соответствующих размеров и обозначений шероховатости
(рис.а). Через заштрихованную зону линию границы между участками не
проводят (рис.б).
В случае, если указанная для поверхности шероховатость применяется
для всего контура детали, а не только для той поверхности, на которую
нанесена – в значке шероховатости рисуется круг.
16
1

162.

Обозначение шероховатости
на чертежах
Если требования к шероховатости одинаковы
для всех поверхностей детали, то знак указывают
один раз и его помещают в правом верхнем углу
чертежа, а на поверхностях элементов детали
знаков не наносят.
Если
поверхности
нескольких
элементов детали имеют одинаковую
шероховатость,
то
ее
обозначение
помещают в правом верхнем углу чертежа и
рядом в скобках указывают условный знак
без каких-либо требований. Это будет
означать, что все поверхности, на которых
на чертеже не нанесены обозначения
шероховатости или знак
, должны иметь
шероховатость, указанную перед знаком(
16
2

163.

Обозначение шероховатости
на чертежах
Если в правом верхнем углу чертежа указан
знак
без численного значения параметра и
рядом знак в скобках ( ) , то это значит, что
поверхности,
на
которых
не
указана
шероховатость, по данному чертежу не
обрабатываются вообще, т.е. находятся “в
состоянии поставки” и будут иметь неровности,
которые уже есть на заготовке.
Обозначение
шероховатости
рабочих
поверхностей
зубьев
зубчатых
колес,
эвольвентных шлицев и т.п., если на чертеже не
приведен их профиль, условно наносят на линии делительной поверхности, а
для глобоидных червяков и сопряженных с ними колес – на линии расчетной
окружности.
16
3

164.

Точность и шероховатость,
достигаемая различными методами
обработки
Расшифровка обозначений:
Т – точение; Ш – шлифование; С – сверление, З – зенкерование; Р –
растачивание, РВ – развёртывание; СТ – строгание; Ф – фрезерование; П –
протягивание; ПО – полирование; ШБ – шабрение.
СФ – суперфиниш; АВ – алмазное выглаживание; п – получистовое; ч –
16
чистовое; т – тонкое.
4

165.

Задание
Расшифруйте обозначения шероховатости для
чертежей, рис. 54-55: ссылка. Оформить в ворд
документе.
16
5

166.

Точность формы и расположения
16
16
66

167.

Точность формы и расположения.
Определения
Профиль—это линия пересечения поверхности с плоскостью или
заданной поверхностью. Различают профили номинальной и реальной
поверхностей.
Нормируемый участок - это участок поверхности или линии, к
которому относится допуск на отклонение формы или расположение
элемента. Нормируемый участок должен задаваться размерами,
определяющими его площадь, длину или угол сектора (в полярных
координатах). Если нормируемый участок не задан, то допуск или
отклонение формы или расположения должен относиться ко всей
поверхности или длине рассматриваемого элемента.
База - элемент детали (или выполняющее ту же функцию сочетание
элементов), определяющий одну из плоскостей или осей системы
координат, по отношению к которой задается допуск расположения или
определяется отклонение расположения рассматриваемого элемента. Базами
могут быть, например, базовая плоскость, базовая ось, базовая плоскость
симметрии.
16
7

168.

Точность формы и расположения.
Определения
Комплект баз - совокупность двух или трех баз, образующих систему
координат, по отношению к которой задается допуск расположения или
определяется отклонение расположения рассматриваемого элемента.
Прилегающая плоскость и прилегающая прямая - плоскость или
прямая, соприкасающаяся с реальной поверхностью или профилем и
расположенная вне материала детали так, чтобы отклонение от нее наиболее
удаленной точки соответственно реальной поверхности или профиля в
пределах нормируемого участка имело минимальное значение (рис.а).
Прилегающая окружность - это окружность минимального диаметра,
описанная вокруг реального профиля (для наружной поверхности
вращения), или максимального диаметра, вписанная в реальный профиль
(для внутренней поверхности вращения) (рис. б и в).
16
8

169.

Точность формы и расположения.
Определения
Прилегающий цилиндр - это цилиндр минимального диаметра,
описанный вокруг реальной поверхности (для наружной поверхности
вращения), или максимального диаметра, вписанный в реальную
поверхность (для внутренней поверхности вращения).
Прилегающий
профиль
продольного
сечения
цилиндрической поверхности – две
параллельные
прямые,
соприкасающиеся
с
реальным
профилем
(двумя
реальными
образующими,
лежащими
в
продольном
сечении)
и
расположенные вне материала детали
так, чтобы наибольшее отклонение
точек образующих профиля имело
16
минимальное значение.
9

170.

Точность формы и расположения.
Определения
Общая ось - это прямая,
относительно которой наибольшее
отклонение
осей
нескольких
рассматриваемых
поверхностей
вращения в пределах длины этих
поверхностей, имеет минимальное
значение (рис. а).
Для двух поверхностей общей осью является прямая, проходящая через
оси рассматриваемых поверхностей в их средних сечениях (рис. б).
Общая плоскость симметрии - это
плоскость, относительно которой наибольшее
отклонение
плоскостей
симметрии
нескольких рассматриваемых элементов в
пределах длины этих элементов имеет
минимальное значение
17
0

171.

Точность формы и расположения.
Определения
Выступающее
поле
допуска
расположения - поле допуска или часть
его,
ограничивающие
отклонение
расположения элемента за пределами
протяженности этого элемента (наружный
участок выступает за пределы длины
элемента).
Приняты
следующие
буквенные
обозначения:
Δ— отклонение формы или отклонение
расположения поверхностей;
Т — допуск формы или допуск
расположения;
L — длина нормируемого участка.
17
1

172.

Точность формы и расположения.
Допуски формы и расположения и их условные знаки
17
2

173.

Отклонения и допуски формы
а)
б)
а)
б)
Отклонение от круглости
в)
г)
Отклонение от
цилиндричности
Отклонение формы
плоских поверхностей
а)отклонение от
плоскостности;
б)выпуклость;
в)вогнутость;
г)отклонение от
прямолинейности
Отклонение профиля
продольного сечения
17
3

174.

Отклонения и допуски
расположения
Отклонением расположения поверхности или профиля - называют
отклонение реального расположения поверхности (профиля) от его
номинального расположения. При этом реальные поверхности (профили)
заменяют прилегающими, а за оси, плоскости симметрии и центры реальных
поверхностей (профилей) принимают оси, плоскости симметрии и центры
прилегающих элементов.
Отклонения расположения: а)Отклонение от параллельности плоскостей;
17
б)Отклонение от параллельности осей ;в) Отклонение от перпендикулярности
4
плоскостей.

175.

Отклонения и допуски
расположения
Отклонения
расположения:
г)Отклонение от
соосности
относительно общей
оси; д)Поле допуска
соосности;
е)Отклонение от
симметричности
относительно базовой
плоскости;
ж)Отклонение
наклона;
з)Позиционное
отклонение;
и)Отклонение от
пересечения осей.
17
5

176.

Суммарные отклонения и допуски
формы и расположения поверхностей
Суммарным отклонением формы и расположения называется
отклонение, являющееся результатом совместного проявления отклонения
формы и отклонения расположения рассматриваемого элемента
(поверхности или профиля) относительно заданных баз.
Суммарные отклонения
формы и расположения:
а)Радиальное биение
поверхности;
б)Торцовое биение;
в)Биение в заданном
направлении;
г)Полное радиальное биение;
д)Полное торцовое биение;
е)Отклонение формы
заданного профиля;
ж)Отклонение формы
заданной поверхности.
17
6

177.

Зависимый и независимый допуск
формы и расположения
Допуски расположения или формы, устанавливаемые для валов или
отверстий, могут быть зависимыми и независимыми.
Зависимым называется допуск формы или расположения, минимальное
значение которого указывается в чертежах или технических требованиях и
которое допускается превышать на величину, соответствующую
отклонению действительного размера детали от проходного предела
(наибольшего предельного размера вала или наименьшего предельного
размера отверстия):
Тзав = Тmin +Tдоп ,
где Тmin - минимальная часть допуска, связанная при расчете с
допустимым зазором; Тдоп - дополнительная часть допуска, зависящая от
действительных размеров рассматриваемых поверхностей.
Независимым называют допуск расположения (формы), числовое
значение которого постоянно для всей совокупности деталей,
изготовляемых по данному чертежу, и не зависит от поверхностей.
17
7

178.

Зависимый и независимый допуск
формы и расположения
На рисунке показана деталь с отверстиями разных размеров ø20+0,1 и
30+0,2 с допуском на соосность Тmin = 0,1 мм. Дополнительная часть
допуска определится по выражению Тдоп = D1дейст - D1min + D2дейст D2min .
При наибольших значениях действительных размеров отверстий
Тдоп max = 30,2 –30 + 20,1 –20 = 0,3. При этом Тзав max = 0,1 + 0,3 =
0,4.
17
8

179.

Числовые значения допусков формы
и расположения поверхностей
Согласно ГОСТу 24643 - 81 для каждого вида допуска формы и
расположения поверхностей установлено 16 степеней точности. Числовые
значения допусков от одной степени к другой изменяются с коэффициентом
возрастания 1,6. В зависимости от соотношения между допуском размера и
допусками формы или расположения устанавливают следующие уровни
относительной геометрической точности:
А — нормальная относительная геометрическая точность (допуски
формы или расположения составляют примерно 60 % допуска размера);
В—повышенная относительная геометрическая точность (допуски
формы или расположения составляют примерно 40 %. допуска размера);
С— высокая относительная геометрическая точность (допуски формы
или расположения составляют примерно 25 % допуска размера).
17
9

180.

Обозначение на чертежах допусков
формы и расположения
Вид допуска формы
и
расположения
согласно ГОСТу 2.3082011 следует обозначать
на
чертеже знаками (графическими символами),
приведенными в табл на слайде 172.
а – допуск и база А относятся к поверхности, а не к оси (стрелку
располагают на некотором расстоянии от конца размерной линии); б – допуск и
база Б относятся к боковой поверхности резьбы;в – допуск и база В относятся к
оси или плоскости симметрии (конец соединительной линии должен совпадать
с продолжением размерной линии этого элемента); г – допуск и база Г
относятся к оси резьбы; д – допуск и база Д относятся к общей оси; е – допуск
относится ко всей поверхности (длине элемента) и на нормируемом участке,
который может занимать любое положение на поверхности; ж – выступающее
18
поле допуска (контур выступающей части нормируемого элемента указывают
0
сплошной тонкой линией).

181.

Обозначение на чертежах допусков
формы и расположения
18
1

182.

Обозначение на чертежах допусков
формы и расположения
18
2

183.

Обозначение на чертежах допусков
формы и расположения
18
3

184.

Задание
Определите допуски формы и расположения.
1
6
10
2
7
11
3
8
12
4
9
5
18
4

185.

Волнистость поверхности
18
18
55

186.

Волнистость поверхности
Под волнистостью поверхности понимают совокупность периодически
повторяющихся неровностей, у которых расстояния между смежными
возвышенностями или впадинами превышают базовую длину l. Волнистость
занимает промежуточное положение между отклонениями формы и
шероховатостью поверхности.
Схема для определения высоты (а) и шага (б) волнистости
18
6

187.

Взаимозаменяемость угловых размеров
18
18
77

188.

Взаимозаменяемость угловых
размеров
Радиан — угол между двумя радиусами,вырезающий на окружности
дугу, длина которой равна радиусу.
Градусом (°) — называется единица плоского угла, равная 1/360 части
окружности. Градус равен 60 угловым минутам (ʹ), а минута — 60 угловым
секундам (ʺ). Между радианом и градусом существует соотношение:
1 рад = 57°17ʹ45ʺ = 3437ʹ45ʺ = 206265ʺ.
В приборостроении и машиностроении
для удобства измерения отклонения угла от
заданного выражают в линейных единицах,
как изменение размера h на определенной
длине L. Так для призматических деталей
кроме углов допускается применение
уклонов, например уклон 1:500 (на рисунке)
означает изменение высоты детали на 1 мм
на длине 500 мм, что соответствует углу α =
0,002 рад = 6ʹ52,5ʺ.
18
8

189.

Взаимозаменяемость угловых
размеров
Конусность С — отношение разности диаметров двух поперечных
сечений к расстоянию между этими сечениями
Конусность часто выражают в виде отношения, например С = 1:20, где
20 мм — расстояние между поперечными сечениями конуса, разность
диаметров которых 1 мм.
18
9

190.

Допуски угловых размеров и
конусов
Допуск угла — это разность между наибольшим и наименьшим
предельными допускаемыми углами. Допуск угла обозначается AT. В
процессе изготовления и при измерении, чем меньше длина стороны угла,
тем труднее точно изготовить или измерить угол. ГОСТ Р 53440-2009;
ГОСТ Р 53441-2009
Для
угловых
размеров
не
применяется понятие «отклонение».
Поле допуск может быть расположено
выше
(+AT)
нулевой
линии,
соответствующей номинальному углу,
ниже (–AT) нулевой линии или
симметрично (±AT/2) нулевой линии.
Расположение поле допусков
углов (α — номинальный угол)
19
0

191.

Допуски угловых размеров и
конусов
Так как значение угла может быть выражено несколькими единицами,
то установлены несколько видов допусков:
АТα
— допуск, выраженный в радианной мере (радианы или
микрорадианы);
АТʹα — округленное значение допуска угла, выраженное в градусах,
минута и секундах;
АТh — допуск, выраженный в линейных единицах длиной отрезка на
перпендикуляре к концу меньшей стороны угла;
АТD — допуск угла конуса, выраженный допуском на разность
диаметров в двух нормальных к оси сечениях конуса на заданном
расстоянии L между ними.
19
1

192.

Допуски угловых размеров и
конусов
Между допусками в угловых и линейных единицах существует связь,
выраженная зависимостью:
где АТh в мкм, АТα в микрорадианах;
L — длина меньшей стороны угла в мм.
В ГОСТ 8908–81 установлены 17
рядов точности, называемые степенями
точности. Это понятие аналогично
понятию квалитет. Самая точная степень
— 1, а самая грубая — 17. Обозначение
точности
углового
размера
осуществляется указанием условного
обозначения допуска угла и степени
точности, например АТ8.
Связь между допусками угла
в угловых и линейных единицах
19
2

193.

Посадки подшипников качения
19
19
33

194.

Посадки подшипников качения
Подшипники
качения
обладают
полной
внешней
взаимозаменяемостью
по
присоединительным размерам и
неполной внутренней между
телами качения и кольцами.
Комплекты шариков, роликов и
кольца подшипников подбирают
селективным методом.
ГОСТ
25256-2013
Подшипники качения. Допуски.
Термины и определения
19
4

195.

Посадки подшипников качения
Система условных
обозначений шарико- и
роликоподшипников
установлена
ГОСТом
3189 - 89. Условное
обозначение
подшипника
дает
полное представление о
его
габаритных
размерах, конструкции,
точности изготовления,
термообработке,
величине зазора и т. п.
Основные конструктивные исполнения подшипников - по ГОСТ 19
3395-89
5

196.

Посадки подшипников качения
19
6

197.

Посадки подшипников качения
Основные присоединительные размеры подшипников качения, по
которым они монтируются на валах (осях) и в корпусах (корпусных деталях)
машин и приборов:
d - диаметр отверстия внутреннего кольца радиальных и радиальноупорных подшипников или тугого кольца одинарных упорных
подшипников.;
dm = 0,5(dmin + dmax) - средний диаметр отверстия внутреннего кольца,
причем dmin и dmax - наибольшее и наименьшее значения диаметра d,
определенные двухточечным измерением в одной радиальной плоскости
(перпендикулярной оси);
d1 — диаметр отверстия тугого кольца двойных упорных подшипников;
D — наружный диаметр наружного кольца радиальных и радиальноупорных подшипников или свободного кольца упорных подшипников;
Dm = 0,5(Dmin + Dmax) — средний наружный диаметр наружного кольца,
причем Dmin и Dmax - наибольшее и наименьшее значения диаметра D,
определенные двухточечным измерением в одной радиальной плоскости
19
(перпендикулярной оси).
7

198.

Посадки подшипников качения
В зависимости от указанных показателей точности по ГОСТ 520–2011
установлены следующие классы точности подшипников в порядке
повышения точности:
-нормальный, 6, 5, 4, Т, 2 — для шариковых и роликовых радиальных и
шариковых радиально-упорных подшипников;
-0, нормальный, 6Х, 6, 5, 4, 2 — для роликовых конических
подшипников;
-нормальный, 6, 5, 4, 2 — для упорных и упорно-радиальных
подшипников.
19
8

199.

Посадки подшипников качения
Особенность системы допусков и посадок колец подшипников
заключается в том, что верхние отклонения средних диаметров наружного и
внутреннего колец равны нулю, а нижние отклонения — отрицательны.
Основное отклонение посадочных поверхностей колец подшипников
обозначается буквой L для отверстий и буквой l — для валов. Обозначение
класса допуска образуется сочетанием обозначений основного отклонения и
класса точности подшипника.
19
9

200.

Посадки подшипников качения
При местном нагружении постоянная по величине радиальная нагрузка,
например, натяжение ремня, вес вала и т.д., воздействует на один и тот же участок
дорожки качения (рис. а) и вызывает местный износ (преимущественно на не
вращающемся кольце).
Циркуляционный вид нагружения возникает, когда кольцо вращается (рис. б),
т.е. когда место нагружения последовательно перемещается по окружности кольца
со скоростью его вращения.
Колебательное нагружение имеет место при одновременном действии двух
радиальных нагрузок (рис. в): постоянной по направлению и вращающейся вокруг
оси.
20
Виды нагружений: а — местное у наружного кольца; б — циркуляционное у наружного кольца; в —
0
колебательное у наружного кольца

201.

Посадки подшипников качения
Пример. Обозначение посадки по внутреннему кольцу подшипника:
где L0 — класс допуска среднего диаметра внутреннего кольца
подшипника, k6 — класс допуска посадочного диаметра вала.
Обозначение посадки по наружному кольцу подшипника:
где
l6 — класс допуска среднего диаметра наружного кольца подшипника, H7
— класс допуска посадочного диаметра отверстия корпуса.
20
1

202.

Посадки подшипников качения
Общие рекомендации по выбору посадок следующие:
1. Нельзя использовать для колец подшипников посадки с большими
значениями натягов, т.к. из-за деформации тонкостенных колец
подшипников может произойти заклинивание тел качения, и подшипник не
будет выполнять свои функции;
2. Сопряжение кольца подшипника с вращающейся деталью (валом или
корпусом) должно выполняться с гарантированным натягом;
3. При двухопорном вале (два подшипника на концах вала) посадка
невращающегося кольца у одного из подшипников должна быть с
гарантированным зазором, позволяющим кольцу перемещаться в осевом
направлении для компенсации температурных деформаций вала или
корпуса.
20
2

203.

Задание
Рисунок 1
Рисунок 2
20
3

204.

Задание
Рисунок 3
Рисунок 4
20
4

205.

Задание
Рисунок 5
Рисунок 6
20
5

206.

Задание
Таблица
20
6