Допуск форми

До́пуск фо́рми (англ. tolerance of form) — найбільше допустиме значення відхилення форми^[1].

Під відхиленням (похибкою) форми (англ. form deviation) розуміють невідповідність між формою реальної поверхні або профілю, одержаної при обробці (виготовленні), і теоретичною (номінальною) формою поверхні або профілю, що задана в кресленні, яка оцінюється найбільшою відстанню від точок реального елемента по нормалі до прилеглого елемента.

Актуальність

Відхилення, або похибки, форми і розташування поверхонь істотно впливають на параметри роботи механізмів, найважливішими з яких є точність і довговічність. Головна відмінність таких відхилень від похибок розмірів полягає у тому, що останні (якщо відсутні відхилення форми і розташування поверхонь) можна компенсувати регулюванням в процесі складання або застосуванням рухомих чи нерухомих компенсаторів. Тому, одночасно із системою допусків і посадок для з'єднань по гладких поверхнях введені і стандарти на допуски форми і розташування поверхонь.

Особливо важливо задавати і дотримуватись обґрунтованих допусків форми і розташування поверхонь при проектуванні засобів вимірювань і металорізальних верстатів. У першому випадку вони можуть викликати похибки вимірювань, а в другому — переноситись на оброблювані деталі. Наприклад, за наявності такої похибки форми, як овальність шийок шпинделя або підшипників шпинделів у токарних, кругло- чи внутрішньо шліфувальних верстатів, така ж овальність отримуватиметься у всіх деталей, оброблених на цих верстатах.

Тому для точних механізмів призначення і дотримання допусків форми поверхонь деталей є не менш важливим, ніж призначення допусків на лінійні і кутові розміри цих деталей.

Причини появи відхилень форми

Основні причини, що викликають відхилення форми і розташування поверхонь деталей при механічній обробці, такі:

1) неточності і деформації вузлів і деталей металорізальних верстатів, інструментів і пристосувань, а також деформації самої оброблюваної деталі;

2) нерівномірність припуску на оброблюваній поверхні деталі;

3) неоднорідність хімічного складу і характеристик міцності деталі в різних її перетинах тощо.

Основні поняття та визначення

Принцип прилеглих поверхонь: L, L₁, L₂ — розміри нормованих ділянок; Δ — відхилення або найбільша відстань від реальної поверхні (прямої) до прилеглої поверхні (прямої)

Прилегле коло, описане навколо зовнішнього профілю (зліва) і вписане у внутрішній профіль (справа)

При кількісній оцінці відхилень форми базою для оцінки є перераховані нижче елементи і поняття.

Номінальна поверхня — ідеальна поверхня, розміри та форма якої відповідають заданим номінальним розмірам і номінальній формі^[1].

Реальна поверхня — поверхня, яка обмежує тіло та відділяє його від навколишнього середовища^[1].

Аналогічно — номінальний і реальний профіль поверхні.

Профіль поверхні — лінія перерізу поверхні з площиною або заданою поверхнею.

В основу нормування відхилень форми та розташування покладено принцип прилеглих поверхонь, прямих та профілів.

Прилегла пряма — пряма, що стикається з реальним профілем і розташована поза матеріалом деталі так, щоб відхилення від неї найвіддаленішої точки реального профілю в межах нормованої ділянки мало мінімальне значення^[1].

Прилегла поверхня — поверхня, що має форму номінальної поверхні, стикається з реальною поверхнею і розташована поза матеріалом деталі так, щоб відхилення від неї найвіддаленішої точки реальної поверхні в межах нормованої ділянки мало мінімальне значення^[1].

Частковий випадок:

Прилеглий циліндр — циліндр мінімального діаметра, описаний навколо реальної зовнішньої поверхні, або максимального діаметра, вписаний в реальну внутрішню поверхню^[1].

Прилеглий профіль — профіль, який має форму номінального профілю, стикається з реальним профілем і розташований поза матеріалом деталі так, щоб відхилення від нього найвіддаленішої точки реального профілю в межах нормованої ділянки мало мінімальне значення^[1].

Частковий випадок:

Прилегле коло — коло мінімального діаметра, описане навколо реального профілю зовнішньої поверхні обертання, або коло максимального діаметра, вписане в реальний профіль внутрішньої поверхні обертання (див. мал.) ^[1].

Поле допуску форми — область в просторі або на площині, усередині якої повинні знаходитися всі точки реального даного елементу в межах нормованої ділянки. Ширина або діаметр поля допуску визначені величиною допуску, а його розташування – прилеглим елементом.

В результаті вимірювання деталі визначають значення відхилення (похибки), які одержані при виготовленні деталі, і порівнюють їх з допуском форми, який заданий на кресленні. Якщо похибка не перевищує допуску, то деталь якісна.

Відлік відхилень форми

Відхилення форми відлічують від прилеглих поверхонь і профілів.

Кількісно відхилення форми оцінюється найбільшою відстанню точок реальної поверхні від прилеглої поверхні або профілю, зміряної по нормалі до прилеглої поверхні (профілю) в межах нормованої ділянки, при цьому оцінку всіх видів відхилень циліндричних поверхонь виражають у радіусному вираженні. Шорсткість поверхні при цьому зазвичай не включається.

Нормування відхилень форми циліндричних поверхонь

Хвилястість поверхні включається у відхилення форми, але може і нормуватися окремо.

Відхилення форми поділяються на декілька різновидів, до них належать^[1]:

• відхилення від круглості — найбільша відстань від точок реального профілю до прилеглого кола;
• відхилення від циліндричності — найбільша відстань від точок реальної поверхні до прилеглого циліндра в межах нормованої ділянки;
• відхилення від площинності — найбільша відстань від точок реальної поверхні до прилеглої площини в межах нормованої ділянки;
• відхилення від прямолінійності — найбільша відстань від точок реального профілю до прилеглої прямої в межах нормованої ділянки;
• відхилення профілю подовжнього перерізу — найбільша відстань від точок твірних реальної поверхні, що лежать в площині, яка проходить через її вісь, до відповідної сторони прилеглого профілю в межах нормованої ділянки.

Відхилення плоских поверхонь

Для плоских поверхонь комплексне відхилення форми — відхилення від площинної, а диференційовані — опуклості і западини поверхні. Комплексне відхилення профілю для таких поверхонь — відхилення від прямолінійності.

Відхилення форми циліндричних поверхонь

Для циліндричних поверхонь комплексне відхилення форми — відхилення від циліндричності, яке може складатися з двох інших комплексних відхилень профілю - відхилення від круглості і відхилення профілю подовжнього перетину. У свою чергу ці комплексні відхилення складаються з диференційованих відхилень — овальності або ограновування (для відхилення від круглості) і бочкоподібності, сідлоподібності, конусоподібності і вигнутості осі (для відхилення профілю подовжнього перетину).

Допуски на відхилення форми

Допуск форми заданого профілю

• допуск в діаметральному вираженні — подвоєне найбільше допустиме значення відхилення форми заданого профілю;
• допуск в радіусному вираженні — найбільше допустиме значення відхилення форми заданого профілю^[1].

Допуск форми заданої поверхні

• допуск в діаметральному вираженні — подвоєне найбільше допустиме значення відхилення форми заданої поверхні;
• допуск в радіусному вираженні — найбільше допустиме значення відхилення форми заданої поверхні^[1].

Позначення на кресленнях

Позначення відхилення форми на кресленні

Обмежуються ці відхилення відповідними допусками, заданими на кресленнях: допусками площинності, прямолінійності, циліндричності, круглості і профілю поздовжнього перетину. Умовні знаки для позначення цих допусків показані в нижче.

Символи позначення допуску форми (ДСТУ ГОСТ 2.308:2013^[2], ГОСТ 24642-81^[3]; ДСТУ ISO 7083:2009^[4] та ISO 1101:2004(E)^[5]):

• 
  Допуск прямолінійності
• 
  Допуск на відхилення від площинності
• 
  Допуск круглості
• 
  Допуск циліндричності
• 
  Допуск профілю поздовжнього перерізу

При позначенні на кресленні застосовують рамку, у першу клітинку якої заносять символ позначення відхилення форми, а в другій — його максимально допустиму величину у міліметрах. Розміри ділянки, на якій нормується відхилення, записують через похилу риску.

Диференційовані допуски форми і профілю указують у вигляді технічних вимог на кресленні.

Див. також

• Допуск (техніка)
• Точність виготовлення
• Допуск розташування

Примітки

1. ДСТУ 2498-94 Допуски форми та розташування поверхонь. Терміни та визначення.
2. ДСТУ ГОСТ 2.308:2013 ЄСКД. Зазначення допусків форми та розміщення поверхонь (ГОСТ 2.308-2011, IDT).
3. ГОСТ 24642-81. Допуски формы и расположения поверхностей. Основные термины и определения.
4. ДСТУ ISO 7083:2009 Кресленики технічні. Умовні познаки геометричних допусків. Співвідношення та розміри.
5. ISO1101:2004(E) Geometrical Product Specifications(GPS)— Geometrical tolerancing—Tolerances of form, orientation, locationand run-out. Архів оригіналу за 25 жовтня 2012. Процитовано 16 травня 2012.

Джерела

• Дудніков А. А. Основи стандартизації, допуски, посадки і технічні вимірювання: Підручник — К.: Центр навчальної літератури, 2006.- 352с. ISBN 966-364-303-Х