Допуски угловых размеров и конусов

 

В международной системе единиц СИ в качестве основной единицы плоского угла установлен радиан – угол между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна радиусу. Такая единица измерения углов, удобная для расчетов, практически не применяется на практике ввиду отсутствия приборов, проградуированных в радианах.

Поэтому в машиностроении в качестве единицы измерения используют градусы (1/360 окружности), минуты (1/60 градуса) и секунды (1/60 минуты) (1 рад. = 360/2p = 57°17¢44,8²).

Для призматических деталей кроме углов допускается применение уклонов, например: уклон 1:500 соответствует углу уклона b = 6¢52,5²или 0,002 радиана.

Для конусов, наряду с углами используется понятие конусность:

С = (D – d)/L = 2tg(a/2),

где D – d – разность диаметров двух поперечных сечений конуса; L – расстояние между двумя сечениями. Конусность часто выражают в виде отношения, например С = 1:20, где 20 - расстояние между поперечными сечениями конуса, разность диаметров которых равна 1 мм.

Нормальные углы, обычно применяемые в машиностроении, регламентируются ГОСТ 8908-81. Приведенные в этом документе значения нормальных углов не распространяются на углы, связанные расчетными зависимостями с другими размерами и на углы конусов.

Нормальные конусности и углы конусов приведены в ГОСТ 8596-81. Стандартом предусмотрены два ряда конусности и углов конусов с предпочтительным применением первого ряда перед вторым. Наряду с этим для специального применения предусмотрена конусность для инструментальных конусов (конуса Морзе с номерами от 1 до 6).

Допуски углов конусов и призматических элементов деталей с длиной меньшей стороны до 2500 мм установлены ГОСТ 8908-81. Стандартом установлены 17 степеней точности углов, самая точная 1 степень, самая грубая 17. Допуск угла, выраженный разностью между наибольшим и наименьшим предельными углами, обозначается АТ, а допуск угла заданной точности дополняется номером соответствующей степени точности, например: АТ8, АТ9 и т. д.

Величины допусков на углы определены в зависимости от наименьшей стороны угла, так как точность изготовления и измерения угловых размеров зависит от длины стороны и чем она меньше, тем точность ниже. Степени точности с 1 по 7 обычно применяются при изготовлении угловых мер и калибров.

В стандарте установлены следующие виды допусков:

АТ_a – допуск угла в угловых единицах (радианах или микрорадианах);

АТ¢_a – округленное значение допуска угла в градусах, минутах и секундах;

АТ_h – допуск угла, выраженный отрезком на перпендикуляре к стороне угла, противолежащем углу АТ_a на расстоянии L₁ от вершины этого угла в мкм (рис. 99,а);

АТ_D – допуск угла конуса, выраженный допуском на разность диаметров в двух нормальных к оси сечениях конуса на заданном расстоянии L между ними (рис. 99,б).

 

 

 

Рис. 99. Отклонения углов и конусов

 

Пример задания величины допуска для восьмой степени точности приведен в табл. 35.

 

Т а б л и ц а 35

Допуски углов

 

Длина наименьшей стороны угла	Степень точности 8
АТa, мкрад	АТa’	АТh, АТD, мкм
до 10 мм 10 - 16 мм 16 - 25 мм ... 1000 - 2500 мм	...	4’ 3’ 2’ 30” ... 16”	12,5 10 – 16 12,5 – 20 ... 125 – 200

 

AТ_h = AT_a×L₁×10³, где AТ_h – в мкм, AT_a – в мкрад, L₁ – длина меньшей стороны угла в мм.

Значение АТ_D/2 относится только к конусам с конусностью не более 1:3, для которых AT_D = AТ_h. Для конусов с конусностью более 1:3 AT_D определяется по формуле: AT_D = AТ_h/cos(a/2), где a – угол конуса.

Поле допуска угла может быть расположено относительно номинального угла односторонне или симметрично. На рис. 100 показаны возможные расположения допуска и соответствующие им изображения полей допусков.

 

Рис. 100. Расположение полей допусков углов

Аналогичное расположение полей допусков относительно номинального угла принято и для конусов.

Отдельную группу составляют инструментальные конуса, которые широко применяются для конических хвостовиков режущего инструмента, конических отверстий шпинделей станков и различных станочных приспособлений. К инструментальным конусам относятся конусы метрические и конусы Морзе, перечень и основные размеры которых приведены в ГОСТ 25577-82.

Метрические конусы имеют постоянную конусность С = 1: 20 и нормируются по размеру наибольшего диаметра конического соединения в миллиметрах. Существуют инструментальные конусы с диаметрами соответственно: 4, 6, 80, 100, 120, 180 и 200.

Конусы Морзе появились исторически довольно давно и широко используются в нашей стране и во всем мире. Конусность в них является переменной и угол конуса колеблется около 3°. Обозначают конусы Морзе условными номерами 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6. Кроме того, ГОСТ 9953-82 устанавливает размеры и обозначения укороченных конусов Морзе. Они обозначаются В7, В10, В12, В16, В18, В22, В24, В32, В45, цифра соответствует примерному наибольшему диаметру конуса.

В ГОСТ 25577-82 и ГОСТ 9953-82 указаны размеры всех элементов метрических конусов и конусов Морзе, что позволяет в технической документации и на чертежах ограничиваться только их условным обозначением.

Допуски, методы и средства контроля инструментальных конусов регламентирует ГОСТ 2848-75. Для всех видов указанных конусов установлено пять степеней точности: АТ4, АТ5, АТ6, АТ7 и АТ8. В каждой степени отдельно нормируются предельные отклонения конусности на базовой длине в мкм, отклонение от прямолинейности образующей и отклонения от круглости в любом сечении по длине конуса.

Отклонение угла конуса от номинального размера следует располагать «в плюс» для наружных конусов и в «минус» для внутренних. Степени точности АТ4 и АТ5 можно применять только для наружных конусов. Примеры размеров и отклонений инструментальных конусов приведены в табл. 35.

 

Т а б л и ц а 35

Предельные отклонения инструментальных конусов

 

Конус	№	Примерный наибольший диаметр конуса, мм	Номинальная конусность	Базовая длина L, мм	Предельное отклонение угла конуса на базовой длине, мкм
Степень точности
АТ4	АТ5	АТ6	АТ7	АТ8
Морзе			0,05205 0,04988 0,04995 0,05020 0,05194 0,05263 0,05214
Метрический			0,05000		- -	- -

 

Размеры, допуски и посадки конусов установлены ГОСТ 2.320-82. Например, условное обозначение метрического конуса седьмой степени точности с примерным наибольшим диаметром 120 мм: Метр. 120 АТ7 ГОСТ 25577-82; конуса Морзе №3 восьмой степени точности: Морзе 3 АТ8 ГОСТ 25577-82; укороченного конуса Морзе с примерным диаметром 22 мм и седьмой степенью точности Морзе В22 АТ7 ГОСТ9953-82