|
Подавляющее большинство элементов деталей, применяемых в машиностроении, представляет собой простейшую геометрическую форму. В основном это цилиндрические поверхности (70%), плоские (12%), значительно реже - зубчатые колеса (3%) и корпусные детали (4%). Получить идеальную форму деталей в процессе изготовления невозможно из-за погрешности станка, деформаций станка, инструмента и обрабатываемой детали, неравномерности припуска на обработку, неоднородности материала и т.д.
В то же время искажение формы элементов детали приводит к снижению эксплуатационных свойств этих деталей. Так, в подвижных соединениях отклонения элементов детали от правильной цилиндрической формы приводит к неплавности ее перемещений, быстрому износу из-за контакта по ограниченной поверхности. В неподвижных соединениях искажение формы приводит к неравномерности натягов в соединениях, из-за этого снижается прочность соединения, герметичность и точность центрирования. Искажение формы влияет также на трудоемкость и точность сборки, повышает объем пригоночных работ, влияет на точность базирования детали при изготовлении и контроле. Искажение формы детали приводит и к неопределенности в результате измерений размера, так как ставит проблему о том, какой из полученных результатов следует присвоить определенному (конкретному) элементу детали. Измерение размера элемента детали при двухточечной схеме. вносит погрешность в оценку того размера, который будет действовать в сопряжении, т.е. возникает погрешность выявления действующего (не путайте с действительным) размера.
Все сказанное о причинах появления искажения формы элемента детали, влияние ее на эксплуатационные свойства, технологический процесс и погрешность измерения делают необходимым ввести отдельное нормирование на допускаемые искажения формы. Этот параметр получил название отклонения формы.
Отклонением формы называется отклонение формы реальной (истинной) поверхности или реального (истинного) профиля от формы номинальной (идеальной) поверхности или номинального (идеального) профиля.
Отклонение формы реального элемента от номинальной формы оценивается наибольшим расстоянием от точек реального элемента по нормали к прилегающему элементу. Таким образом, требования к точности формы могут нормироваться как ко всей поверхности, так и к профилю этой поверхности.
Профилем называется линия пересечения поверхности с плоскостью или заданной поверхностью. Наиболее часто в машиностроении профиль рассматривается в плоскости, перпендикулярной к поверхности.
Для количественной оценки отклонений формы необходимо иметь базу для отсчета этих отклонений, т.е. решить вопрос, связанный с измерением этих отклонений. В настоящее время в подавляющем большинстве случаев для такой оценки используется понятие о прилегающей поверхности (или прилегающем профиле), от которой (от которого) отсчитываются количественные значения отклонений формы. Прилегающей поверхностью (профилем) называется поверхность (профиль), имеющая (имеющий) форму номинальной поверхности (профиля), соприкасающаяся (соприкасающийся) с реальной поверхностью (профилем) и расположенная (расположенный) вне материала детали так, что отклонение от нее наиболее удаленной точки реальной поверхности (профиля) в пределах нормируемого участка имеет минимальное значение.
Это понятие относится к прилегающей плоскости, к прилегающему профилю, а также к частному случаю профиля - прилегающей прямой. Однако указанное условие минимального значения отклонения не распространяется на отклонения формы цилиндра и окружности.
Понятие о прилегающих поверхностях и профилях очень важное, но не всегда правильно понимается. Поясним его на примере прилегающей прямой. Как видно из рисунка, не каждая прямая, касательная к профилю, является прилегающей, а только одна, которая отвечает условию, что расстояние от нее до самой удаленной точки реальной кривой профиля является наименьшим. И возможно, при такой форме реального профиля, который изображен на рисунке жирной линией, касание прилегающей прямой реального профиля в одной точке. Две другие прямые, хотя и касаются профиля двумя точками, но не являются прилегающими по определению, поскольку отклонение от этих прямых до некоторых точек профиля больше, чем от прилегающей прямой.
Основная трудность, которая возникает при измерении отклонений формы, заключается в реализации прилегающей поверхности или профиля, от которых необходимо производить отсчет отклонений формы. На практике очень часто не удается найти положения прилегающих и этим вносится погрешность измерения.
Данное определение для прилегающих поверхностей с требованием минимального отклонения от реальных поверхностей не распространяется на цилиндрические поверхности.
Прилегающим цилиндром называется цилиндр минимального диаметра, описанного вокруг реальной наружной поверхности, или максимального диаметра, вписанного в реальную внутреннюю поверхность. В тех случаях, когда расположение прилегающего цилиндра относительно реальной поверхности неоднозначно, то оно принимается по условию минимального значения отклонения. Все сказанное относится и к прилегающей окружности. В ГОСТ 24642-81, где приведены основные термины и определения, используемые при нормировании требований к точности форм и расположения поверхностей, предусмотрена возможность определять отклонение формы от среднего элемента вместо прилегающего элемента. Этим часто пользуются при координатных методах измерений с использованием ЭВМ для расчета нормируемых параметров.
С помощью ЭВМ значительно проще и быстрее можно рассчитать положение средней поверхности или профиля вместо расчета прилегающих. Но средний и прилегающий элементы - это не одно и то же. Основной базой для отсчета отклонений формы все же является прилегающая поверхность (Профиль). Если используется другая база, то это должно быть указано в технических условиях на изделие.
Средний элемент - поверхность (профиль), имеющая номинальную форму и такие размеры и/или расположение, чтобы сумма квадратов расстояний между реальным и средним элементами в пределах нормируемого участка имела минимальное значение.
При отсчете отклонений от среднего элемента отклонение формы равно сумме абсолютных значений наибольших отклонений точек реальной поверхности (профиля) по обе стороны от среднего элемента. Вместо прилегающих цилиндра и окружности в качестве базы для определения отклонений допускается также использовать цилиндр минимальной зоны и окружность минимальной зоны.
Необходимо иметь в виду, что при количественной оценке отклонений формы от любой принятой базы шероховатость поверхности (мелкие поверхностные неровности) в общем случае не должна включаться в отклонение формы, т.е. при измерении следует принимать меры для исключения влияния шероховатости на результат измерения. В отдельных случаях, и это должно быть указано в технических условиях, шероховатость может включаться в отклонение формы. На практике этим разрешением обычно не пользуются. Исключение влияния шероховатости при измерении отклонений формы осуществляется выбором формы и размера измерительных наконечников («механическая фильтрация») или установкой электрических фильтров, исключающих эти неровности из результатов измерений при электрических способах измерения («электрическая фильтрация»).
| 
