Классы точности, квалитеты, шероховатость поверхности, методы обработки и назначение обрабатываемых поверхностей.

Можно смело утверждать, что вопросы точности изготовления и шероховатости поверхности развивались практически синхронно с вопросами развития огнестрельного оружия в части серийности, взаимозаменяемости, унификации и удешевления продукции.

Действительно, при изготовлении единичных образцов или штучном производстве вполне можно было идти по пути пригонки всех деталей до приемлемого уровня работоспособности того или иного механизма.

Конечно и сейчас, в ряде обоснованных случаев, пригонка или совместная обработка деталей используется достаточно широко, но, все же, подавляющее большинство деталей выполняется по предельным отклонениям, соответствующим тому или иному квалитету и посадке с соответствующими шероховатостями поверхностей, что исключает необходимость дополнительной обработки при проведении сборочных операций и в процессе дальнейшей обкатки.

Задача при конструировании (в плане точности изготовления и шероховатости) - задать максимально широкие допуски и максимально грубую шероховатость, которые, наряду с обеспечением работоспособности в пределах заданного ресурса, позволяли бы получить изделие максимально дешевое.

13.1 Квалитеты - более «свежая» градация в вопросе точностей изготовления. Ранее использовалась градация по классам. Соответствие квалитетов классам весьма полезно знать на память, так как на текущий момент на производстве квалифицированные кадры при обсуждении вопросов используют «классы» весьма широко. Видимо это происходит от того, что посадки в обозначении по классам имеют определенный смысловой характер (например: С – скользящая по 2 классу; Пр22а – вторая прессовая по классу 2а и т. д.).

13.2 Обозначение шероховатости по ГОСТ 2789 в обсуждениях используется гораздо реже и если все же говорят «знак 10», то надо понимать, что имеется в виду шероховатость 10, соответствующая 0.16 по Ra.

Обозначение шероховатости в КД по Ra и Rz имеет свои правила

Если по Rz, то, например, - Rz20

Если по Ra, то, например, - 2.5

При этом существуют границы применения обозначений по Ra и Rz. Применяемые в КД обозначения выделены более толстым шрифтом в таблице с параметрами шероховатости (см. лист №3).

Ra – регламентирует отклонение профиля

Rz – регламентирует высоту неровностей

Под средним арифметическим отклонением профиля Ra понимается значение расстояний точек измеренного профиля до его средней линии.

Под высотой неровностей Rz понимается среднее расстояние между находящимися в пределах базовой длины пятью высшими точками выступов и пятью низшими точками впадин, измеренное от линии, параллельной средней линии профиля.

13.3 При простановке допусков следует стремиться не выходить за рамки ограничителя полей допусков и предельных отклонений по СТ СЭВ 144-75 и использовать нормальные размеры по ГОСТ 6636-69, что снизит стоимость изделия за счет применения стандартного измерительного инструмента и калибров.

13.4 Таблица соответствия классов точности , квалитетов и ориентировочных значений шероховатости.

Класс точности	Квалитет	Для диаметров ø18…ø30мм
Отв./Вал	Отв./Вал	Поле допуска, мкм	Шероховатость (не грубее)
1/1	6/5	13/9	0.63
2/2	7/6*;7*	21/13	1.25
2а/2а	8/7*;8*	33/21	2.5
3/3	9/8*;9*	52/33	2.5
3а/3а	10/10	84/84	Rz20
4/4	11/11	130/130	Rz40
5/5	12/12	210/210	Rz40
7/7	14/14	520/520	Rz80
8/8	15/15	840/840	Rz160
9/9	16/16	1300/1300	Rz320

Знать

Четко

ориентироваться

Представлять динамику (Значение шероховатости

роста и порядки не может быть грубее ~1/10

(приведено для справок) по Ra поля допуска на форму

или размер и ~1/5 по Rz

[в числах]).

* Для основных посадок

13.5

Параметры шероховатости, мкм	Квалитеты экономические	Обозначение класса шероховатости по ГОСТ 2789-59
Ra	Диапазон величин	Rz
80	100-50		17-14
40	50-25		17-12
20	25-12.5		17-11
10	12.5-6.3		15-9
5	6.3-3.2		15-7
2.5	3.2-1.6		14-6
1.25	1.6-0.8	6.3	13-6
0.63	0.8-0.4	3.2	13-6
0.32	0.4-0.2	1.6	9-5
0.16	0.2-0.1	0.8	9-5
0.08	0.1-0.05	0.4	7-5
0.04	0.05-0.025	0.2	5 и точнее
0.02	0.025-0.012	0.1
0.01	0.012-0.006	0.05

13.6 Для грамотного конструирования безусловно необходимо в обязательном порядке (помимо всего прочего) знать следующее:

· в каких случаях применяются те или иные посадки, а также в каких случаях и с какой точностью обрабатываются те или иные детали и сборочные единицы, что необходимо, с одной стороны, для исключения брака, а с другой стороны, для избежания необоснованного увеличения стоимости изготовления изделия;

· каковы методы получения задаваемых в КД точностей, что необходимо для грамотного проектирования деталей и сборочных единиц с точки зрения обеспечения возможности подхода к обрабатываемым поверхностям наиболее подходящего для данного случая инструмента, обеспечения его выхода в специальные канавки или обеспечение обработки “ на проход” и т. д. и т. п.

13.7 При различных видах обработки широко используется понятие “переход”.

Определение перехода:

Переходом называется часть операции, характеризующаяся неизменностью обрабатываемой поверхности, режущего инструмента и режима работы станка. Изменение какого-либо из указанных элементов (инструмента, поверхности обработки или режима работы станка) при неизменности остальных определяет собой новый переход.

В силу вышеизложенного ниже приведены наиболее типовые методы обработки, их возможности на конечных переходах и наиболее типовые детали и сборочные единицы, где применяются данные методы.

В силу того, что большая часть деталей в электрической машине обрабатывается по цилиндрическим поверхностям, ниже наиболее подробно рассмотрена механообработка отверстий и валов.

Для удобства восприятия материал по механообработке отверстий и валов изложен в порядке снижения точностей обработки.

13.8 Обработка отверстий по 6 квалитету точности в зависимости от требуемых допусков формы и валов по 5 квалитету точности с ограничениями в части допусков формы

Назначение обрабатываемой поверхности	Точность обработки Класс Квалитет	Допуски на форму и расположение обрабатываемых поверхностей	Метод обработки в мелкосерийном производстве	Сущность метода обработки	Примечания
Гнезда под шарикоподшип-ники класса “6” при ресурсе ≥1500 часов Машины по Рис. №№ 5, 8, 12	1/6	См. материал: “Шарикопод-шипники. Лекция №19. Рис. 19.1.1”	Суперфиниш (шлифование–отделка)		Шлифование по-вышенной точнос-ти и тонкая (алмаз-ная) расточка требуемые допус-ки формы, как правило, не обеспечивают * для ø<50 мм
Хонингование
Гнезда под шарикоподшип-ники класса “6” при ресурсе < 1500 часов Машина по Рис. 4	1/6	См. материал: “Шарикопод-шипники. Лекция №19. Рис. 19.1.2”	Хонингование	См. выше
Тонкое (алмазное) растачивание
Шлифование повышенной точности		Требуемые допуски формы получить данным способом доста-точно сложно
Шейки под шарикоподшип-ники класса “6” при ресурсе > 500 часов Машины по Рис. №№ 4, 5, 8, 12, 13	1/5	См. материал: “Шарикопод-шипники. Лекция №19. Рис. 19.1.3”	Суперфиниш (шлифование-отделка)
Шлифование повышенной точности		Требуемые допуски формы получить данным способом доста-точно сложно
		Тонкая (алмазная) обточка требуемые допуски формы, как правило, не обеспечивает

* Эти методы обработки, ка правило, обеспечивают допуски формы в пределах 0.005…0.008 мм.

13.9Методы обработки гнезд и шеек под шарикоподшипники целесообразно рассмотреть одновременно со способом обеспечения минимальных перекосов между внутренними и наружными кольцами шарикоподшипников.

Наиболее качественная соосность шеек вала под шарикоподшипники достигается обработкой шеек “с одного установа” в центрах (т. е. без снятия детали со станка в процессе обработки обеих шеек). После этой операции любые механические деформации вала (включая напрессовку пакетов и т. п.) должны быть исключены.

Наиболее качественная соосность гнезд под шарикоподшипники в щитах при любом методе обработки достигается при совместной обработке гнезд “с одного установа”. Для обеспечения данного способа обработки конструкция выполняется с соблюдением следующих правил:

· расположение опорной торцевой поверхности под упорный шарикоподшипник должно обеспечивать возможность как обработки опорной торцевой поверхности, так и обработки обеих гнезд “с одного установа”;

· возможность взаимного смещения гнезд после совместной обработки должна быть практически исключена, а механические деформации щитов, которые могут привести к деформации гнезд, должны быть сведены к минимуму конструктивными мероприятиями.

Исключение смещения достигается установкой ряда шрифтов между корпусом и щитом (щитами) по их упорным торцам до начала обработки гнезд. Отверстия под штифты выполняются совместной обработкой (сверление и затем развертывание для обеспечения прессовой посадки штифтов в корпус) для чего выполняют технологическую сборку щита и корпуса. Затем щит (щиты) снимают с корпуса и развертывают отверстия под штифты в щите (в щитах) для обеспечения скользящей посадки , по штифтам, что позволяет достаточно легко неоднократно собирать и разбирать машину. После этого в корпус запрессовывают штифты и маркируют корпус и щит (щиты) одним порядковым номером.

Затем корпус (если это моноблок) или корпус с одним щитом устанавливают на станок и обрабатывают одно гнездо и опорную торцевую поверхность под шарикоподшипник, если она расположена на корпусе (или в установленном на корпусе щите). После этого не снимая корпуса со станка, устанавливают по штифтам щит, обрабатывают второе гнездо и, если опорная торцевая поверхность расположена на этом щите, то и эту торцевую поверхность.

Обработка корпуса, предварительно собранного со щитами (без операции по сборке щита с корпусом на станке), затруднена, но в ряде случаев, когда гнезда имеют разный диаметр (больший диаметр со стороны подхода инструмента), особых затруднений не вызывает.

При проектировании машины следует обеспечивать возможность обработки гнезд “на проход”, что позволяет использовать при обработке любой метод.

Типовую конструкцию, позволяющую применить описанный выше способ обработки гнезд и опорного торца – см. материал: “Шарикоподшипники. Лекция №19. Чертеж общего вида (компоновка) №2 асинхронного электрического двигателя с самовентиляцией.