Curs 3 Precizia de form i poziie. Abateri de form i poziie, bti radiale i frontale, nscrierea pe desen a acestora

PRECIZIA FORMEI GEOMETRICE A SUPRAFEELOR 3.1.1. Clasificare Conform STAS 5730/1 85 abaterile de form ale unei suprafee se mpart n (fig. 3.1.) :

Fig.3.1. Abateri geometrice de form

- Abateri de ordinul 1 sau abateri macrogeometrice. n general aceste abateri sunt

acelea pentru care raportul dintre pas i amplitudine este mai mare de 1000 (3.1) : PF / AF > 1000 - Abateri de ordinul 2 sau ondulaii . pentru care raportul dintre pas i amplitudine

satisface relaia (3.2) : 50 Pw / Aw 1000 - Abateri de ordinul 3 si 4 sau microgeometrice (rugozitatea suprafeelor), pentru care

trebuie s se respecte relaia (3.3) : PR / AR < 50 Abaterile de ordinul 3 sunt cele care au un caracter periodic sau pseudoperiodic (striaii, rizuri) iar cele de ordin 4 sunt cele ce au un caracter neperiodic (goluri, pori, smulgeri de material, urme de scula, e.t.c.).

3.1.2 Precizia formei macrogeometrice Forma geometric a suprafetelor este impus, c i dimensiunile, de condiiile funcionale ale pieselor i produselor finite. Dar, imperfeciunea sistemului tehnologic (M. U. S. D. P.), ca i neuniformitatea procesului de prelucrare , provoaca modificarea formei geometrice de la o piesa la alta, precum i fa de forma geometric luat ca baz de comparaie. Aceste modificri se stabilesc i se trateaz prin asa numitele abateri de form. *1-4], [6], [8-11], [13]

DEFINITII : Suprafaa nominal (geometric) este suprafaa reprezentat pe desen, definit geometric prin dimensiunile nominale, fara nici un fel de abateri de form.

Profil nominal (geometric) este conturul rezultat prin intersecia suprafeei nominale cu un plan convenional, definit n raport cu aceast suprafa. Suprafaa real este suprafaa care limiteaz corpul respectiv i l separ de mediul nconjurtor. Profil real este intersecia dintre o suprafa real i un plan cu orientare dat, sau interecia dintre doua suprafete reale (muchie real). Suprafaa efectiva este suprafaa obinut prin msurarea, apropiat ca form de suprafaa real. Profil efectiv este profilul obinut prin msurare, apropiata ca form de profilul real. Suprafaa adiacent este suprafaa de form dat, tangent la suprafaa real (efectiv) dinspre partea exterioar a materialului piesei, i asezat astfel nct distana maxim fa de aceasta s fie minima n limitele suprafeei de referin. Profil adiacent este profilul de form dat, tangent la cel real (efectiv) dinspre partea exterioar a materialului piesei i asezat astfel nct distana maxim fa de acesta s fie minim n limitele lungimii de referin. Observaie :

Suprafaa sau profilul adiacent are aceeai form cu suprafaa sau profilul nominal, n schimb, n timp ce acesta din urm avnd poziia determinat de cotele nominale poate sau nu s se afle n cmpul de toleran al piesei, suprafaa sau profilul adiacent este situat ntodeauna n cadrul cmpului de toleran.

Suprafaa sau lungimea de referin este suprafaa sau lungimea n interiorul careia se determin abaterea de la form data suprafei, respectiv de la form dat profilului. Observaie : pentru o anumit suprafa sau lungime de referin exist o sigur suprafa respectiv profil adiacent , toate celelalte care nu ndeplinesc condiia de adiacen numindu-se suprafee sau profile tangente.(fig.3.2.)

h1 = ha < h2 = ht

Fig.3.2. Profilul adiacent

Abaterea de la form este abaterea formei suprafeei (profilului) reale fa de forma suprafeei (profilului) adiacent (e) . mrimea acesteia se determin ca fiind distana maxim dintre suprafaa sau profilul adiacent i suprafaa sau profilul efectiv, msurat n limitele suprafeei , respectiv profilului de referin.

Abaterea limit de form este valoarea maxim admis a abaterii de form (valoarea minim este zero) . Tolerana de form este zona delimitat de abaterea limit de form i egal cu aceasta. Observaie : Abaterea de form se determin ntodeauna dup normala la suprafaa sau profilul adiacent n punctul considerat. Cazuri particulare de suprafee i profile adiacente :

a) Cilindrul adiacent este cilindrul cu diametru minim, circumscris suprafeei cilindrice exterioare reale la piesele de tip arbore, sau cilindru cu diametrul maxim, nscris suprafeei cilindrice interioare reale la piesele de tip alezaj, n limitele lungimii de referin.

b) Cerc adiacent este cercul cu diametru minim circumscris seciunii transversale a suprafeelor exterioare reale la piesele de tip arbore, sau cercul cu diametru maxim nscris n sectiunea transversal a suprafetelor interioare reale la piesele de tip alezaj .

c) Plan adiacent este planul tangent la suprafaa real, asezat astfel nct distanta maxim fa de acesta s fie minim n limitele suprafeei de referin .

d) Dreapta adiacent este dreapta tangent la profilul real i asezat astfel nct distana maxim fa de acesta s fie minim n limitele lungimii de referin.

3.1.2.1. Abateri de form

n cele ce urmeaz sunt descrise abaterile de form. Ct privete abaterile limit de form , aa cum am artat mai sus, acestea sunt limitate de toleranele de form care conform STAS 7385/1-85 fac parte din categoria toleranelor geometrice.[1-6], [8-10], [13], [22] 1) ABATEREA DE LA FORMA DAT SUPRAFEEI "AFS" (STAS 7391/1-74) Reprezint cazul cel mai general al abaterilor de form. (fig.3.3)

Fig.3.3 . Abaterea de la forma dat a suprafeei AFS

AFS TFS

1) ABATEREA DE LA FORMA DAT A PROFILULUI "AFf" (STAS 7391/1-74) Secionand o suprafa de form oarecare cu un plan perpendicular pe suprafaa adiacent, se obine abaterea de le form dat a profilului dupa direcia de secionare considerat. (fig.3.4.)

Fig.3.4. Abaterea de la form dat a profilului AFf

3) ABATEREA DE LA CILINDRITATE "AFl" ( STAS 7391/1-74) (fig.3.5.)

Fig.3.5. Abaterea de la cilindricitate

a) cilindru exterior ; b) cilindru interior

Cazuri particulare ale abaterii de la circularitate (fig.3.6.) :

Fig.3.6. Forme ale abaterii de la circularitate

(a-forma de manson sau butoi ; b-forma de sa ; c-conicitate ; d- curbare) 4)ABATEREA DE LA CIRCULARITATE "AFC" (STAS 7391/1-74) (fig.3.7.)

AFf TFF

AFl TFl

Fig.3.7. Tolerana la circularitate TFC

Cazuri particulare ale abaterii de la circularitate :

a) Ovalitatea (fig.3.8.) OV = dmax dmin = 2AFC

b) Poligonalitatea (fig.3.9.) Fig.3.8. Ovalitatea

Fig.3.9. Abaterea de la circularitate a) numr par de laturi ; b) numr impar de laturi

b) Observaie : n cazul poligoanelor cu un numr impar de laturi, dimensiunea transversal

masurat n oricare direcie este aproximativ constant iar abaterea de la circularitate se poate evidenia numai prin bazarea piesei ntre vrfuri sau pe prisme.

5)ABATEREA DE LA PLANITATE "AFP" (STAS 7391/1-74) (fig.3.10.)

AFC TFC

(3.10)

Fig.3.10. Abaterea de la planitate AFP

Cazuri particulare (fig.3.11.) :

Fig.3.11. Forme ale abaterii de la planitateaa)concavitatea ; b) convexitatea

6) ABATEREA DE LA RECTILINITATE "AFr" (STAS 7391/1-74) (fig.3.12.)

Fig.3.12. Abaterea de la rectilinitate AFr

Cazuri particulare (fig.3.13.) :

AFP TFP

AFr TFr

Fig.3.13. Forme ale abaterii de la rectilinitate a) concavitate b) convexitate

3.1.2.2. nscrierea toleranelor de form pe desene Simbolurile pentru toleranele de form conform STAS 7385 85 sunt urmtoarele

(tabelul 3.1) : [1-2], [8-9], [11], [13] Pe desenele de execuie ale pieselor, datele cu privire la toleranele de form se

nscriu ntr-un cadru dreptunghiular mpartit n dou sau trei casue trasat cu linie mijlocie continu. n casua din stnga se trece simbolul grafic al toleranei, iar n cealalt (sau celelalte) se trece valoarea toleranei n milimetri, raportat la toat suprafaa (lungimea) sau numai la o anumit suprafa (lungime) de referin. Cadrul cu toleran de forma se leag de suprafaa la care se refer printr-o linie de indicaie terminat cu o sgeat. *1-2], [8-9], [13]

Tabelul 3.1

Denumirea toleranei Simbolul

literal grafic

Tolerana la forma dat a suprafeei TFs

Tolerana la forma dat a profilului TFf

Tolerana la cilindricitate TFl

Tolerana la circularitate TFc

Tolerana la planitate TFp

Tolerana la rectilinitate TFR

Cteva exemple de nscriere a toleranelor de form se dau n fig.3.14 :

Fig.3.14. Exemple de nscriere pe desen a toleranelor de form a) la circularitate, de 0,02 mm n orice seciune la exteriorul bucei ; b) la cilindricitate, de 0,01 mm pe lungimea de 100 mm a suprafeei respective ; c) la rectilinitate, de 0,04 mm pe orice lungime de 100 mm a suprafeei date ; d) la planitate, de 0,06 mm pe toat suprafaa piesei ; e) la forma profilului sablonului, de 0,02 mm n orice seciune paralel cu planul de proiecie ; f) la forma suprafeei date, de 0,03 mm n orice seciune ;

3.1.3 Ondulaia suprafeelor

Ondulaia suprafeelor este o abatere geometric de ordinul 2 pentru care are loc relaia (3.2) : 50 Pw / Aw 1000. principalul parametru de apreciere a ondulaiei este adncimea medie WZ n cinci puncte , care este egal cu media aritmetic a cinci nlimi maxime ale ondulaiei determinate n limitele a cinci lungimi de baz egale (fig.3.15.) *2-3], [8-9], [11]

lw1 = lw2 = lw3 = lw4 = lw5

Fig.3.15.

Ondulaia suprafetelor

Wz = w1 + w2 +w3 + w4 +w5

Ondulaia se prescrie numai cnd acest lucru este absolut necesar din punct de vedere funcional, sau cnd, prin procedeul de prelucrare aplicat, este posibil generarea ei.

Cauzele apariiei ondulaiei pot fi : abaterile de forma ale tiului sculei, vibraiile de joas frecven ale sculei sau ale mainii unelte, e.t.c. *1+, *8-9], [11] Valorile, n m, recomandate pentru adancimea medie a ondulaiei Wz dup STAS 5730/2 -85 sunt date n tabelul 3.2 :

Tabelul 3.2 0,1 0,2 0,4 0,8 1,6 3,2 6,3 12,5 25 50 100 200

PRECIZIA DE ORIENTARE, DE BTAIE I DE POZIIE A SUPRAFEELOR

3. 2. 1. Generalitai. Clasificare. Noiuni i definiii Din puncut de vedere funcional orientarea, btaia i poziia suprafeelor, profilurilor, planelor sau axelor de simetrie este extrem de important, ea determinnd mpreun cu dimensiunile i forma suprafeelor, calitatea i precizia pieselor i organelor de maini luate separat, ct i a mainilor i aparatelor n ansamblu. *1- 6], [8 11], [13] Conform STAS 7385 / 1 85 precizia de orientare, de btaie i de poziie se refer la elemente asociate (precizia poziiei unui element oarecare se indic n raport cu un alt element denumit baz de rezerin) i se prescrie prin tolerane de orientare, de bataie i de poziie (care mpreun cu toleranele de form constituie toleranele geometrice). Conform STAS toleranele de orientare cuprind tolerana la paralelism, tolerana la perpendicularitate i tolerana la nclinare ; toleranele de batie includ tolerana btii circulare (radiale sau frontale) i tolerana btii totale (radiale sau frontale) iar toleranele de poziie cuprind tolerana la poziia nominal, tolerana la concentricitate i la coaxilailtate i tolerana la simetrie. Pentru concizia (comoditatea) exprimrii. n cele ce urmeaz vom cuprinde abaterile respectiv toleranele de orientare de poziie sau de btaie sub denumirea generic (general) de abateri de poziie respectiv tolerane de poziie. DEFINIII : Poziia nominal reprezint poziia suprafeei, profilului, axei sau planului de simetrie, determinat prin cote nominale liniare i / sau ungiulare, fa de baza de referin sau far de o alt suprafa, profil, axa sau plan de simetrie. Baza de referin reprezint suprafaa, linia sau punctul fa de care se determin poziia nominal a suprafeei sau elementului considerat. Abaterea de poziie reprezint abaterea de la o poziie nominal a unei suprafee, ax, profil sau plan de simetrie fa de baza de referin sau abaterea de la poziia nominal reciproc a unor suparefee, ax, profile sau plane de simetrie. Ea este dat de distana maxim dintre poziia efectiv i cea nominal msurat n limitele de referin (3.28) :

AP = E N n care : AP abaterea efectiv de poziie E cota ce determin poziia efectiv N cota ce determin poziia nominal Abaterea limit de poziie reprezint valoarea maxim admis (pozitiv sau negativ ) "APmax" a abaterii de poziie.

Toleran de poziie reprezint intervalul sau zona determinat de abaterile limit de poziie "TP". Tolerana de poziie poate fi egal cu zero (fig.3.22.a) sau cu dublul acesteia, dac abaterea infereioar de poziie este egal i de semn contrar cu cea superioar(fig.3.22.b)

Fig.3.22. Abateri i tolerane de poziie

n prima categorie intr abaterile de la paralelism " APl" ,de la nclinare "APi" de la perpendicularitate "APd" , btaia radial "ABr" i btaia frontal "ABp". n cea de a doua categorie intr abaterile de la coaxialitate i concentricitate "APc", de la simetrie "APs" i de la poziia nominal "APp". 3. 2. 2. Abateri de orientare

1) ABATEREA DE LA PARARELISM " APl" (STAS 7391 / 3 - 74) a) Abaterea de la parelism a dou drepte n plan este diferena dintre distanta maxim i

cea minim dintre cele dou drepte adiacente msurate n limitele lungimii de referin. (fig.3.23.)

APl = A B (3.29)

Fig.3.23. Abaterea de la pararelism APl

b) Dac cele doua drepte au o poziie oarecare n spaiu (sunt ncruciate), abaterea de poziie se descompune n dou plane reciproc perpendiculare, rezultnd dou componente "

1lAP " si "

2lAP ".

c) Abaterea de la paralelism dintre o dreapt i un plan reprezint diferena dintre distana maxim i cea minim dintre dreapta adiacent i planul adiacent, msurat n limitele lungimii de referin, n planul perpendicular pe planul adiacent i care conine dreapta adiacent.

APl TPl

d) Abaterea de la paralelism a dou plane reprezint diferena dintre distana maxim i cea minim dintre cele dou plane adiacente, masurat n limitele suprafeei de referin.

e) Abaterea de la paralelism dintre un plan i o suprafa de rotaie reprezint diferena dinre distana maxim i cea minim dintre axa suprafeei adiacente de rotaie i planul adiacent, n limitele lungimii de referin. (fig. 3.24. a)

f) Abaterea de la paralelism a dou suprafee de rotaie se poate determina n plan sau n spaiu, analog ca abaterea de la paralelism a dou drepte, n plan sau n spatiu, ntre axele suprafeelor adiacente considerate.(fig. 3.24.b)

Fig. 3.24 Cazuri de abatere de la pararelism Observaie : Pentru determinarea corect a acestor abateri este necesar materializarea corect a planelor adiacente precum i a suprafeelor i axelor suprafeelor adiacente. Numai aa se poate face o distincie net ntre marimea abaterilor de form i a abaterilor de poziie. Tolerana la paralelism (TPl) este egal cu valoarea maxim admis a abaterii de la paralelism.

2)ABATEREA DE LA NCLINARE "APi" (STAS 7391 / 3 - 74) Abaterea de la nclinare este egal cu diferena dintre unghiul format ntre dreptele sau suprafeele adiacente respective i unghiul nominal, msurat liniar, n limitele lungimii de referin.(fig.3.25.) Tolerana la nclinare este egal cu valoarea maxim admis a abaterii de la nclinare.

(3.31)

Fig. 3.25. Abaterea de la nclinare APi 1) ABATEREA DE LA PERPENDICULARITATE "APd" (STAS 7391 / 3 - 74) Abaterea de la perpendicularitate reprezint un caz particular al abaterii de la nclinare, cnd unghiul nominal este de 90. Deosebim abaterea de la perpendicularitate a dou drepte, a dou suprafete de rotaie, sau a unei suprafee de roataie fa de o dreapt, a unei drepte sau suprafee de roataie fa de un plan, a dou plane, e.t.c. (fig.3.26.)

Fig 3. 25. Abaterea de la perpendicularitate APd 3. 2.3. Abateri de btaie

3. 2. 3. 1. Abaterea btaii circulare

1)BTAIA RADIAL "ABr" ( STAS 7391 / 5 -74) Btaia radial reprezint diferena dintre distana maxim i cea minim, de la suprafaa efectiv (real) la axa ei efectiv de rotaie, msurat n limitele lungimii de referin.(fig.3.27.).

APi TPi

APd TPd

(3.33)

Fig.3.27. Btaia radial ABr ABr = amax - amin (3.34)

Se observ c btaia radial se pune n evidena numai n funcionarea produsului, putnd fi determinat de o alt abatere de poziie (abaterea de la coaxialitate) sau/i de o abatere de form (abaterea de la cilindricitate) a suprafeei exterioare.

2)BTAIA FRONTAL "ABf" (STAS 7391 / 5 - 74) Btaia frontal este egal cu diferena dintre distana maxim i cea minim de la suprafaa real (efectiv), la un plan perpendicular pe axa de rotaie de referin, msurat n limitele lungimii de referin sau la un diametru dat. (fig. 3.28.)

(3.35) (3.35)

Fig. 3.28. Bataia frontala ABf ABf = amax - amin (3.36) Ca i btaia radial, btaia frontal poate fi determinat de o alt abatere de poziie (abaterea de la perpendicularitate), sau de o abatere de form (abaterea de la planitate).

ABr TBr

ABf TBf

3. 2. 3. 2. Abaterea btaii totale

1) BTAIA TOTALA RADIAL se deosebete de btaia radial prin aceea c la determinare se combin miscarea de rotaie a piesei n jurul axei de referin cu o micare axial relativ ntre piese i mijlocul de msurare.

2) BTAIA TOTAL FRONTAL - se deosebete de btaia frontal prin aceea c la determinare micarea de rotaie a piesei n jurul axei de referin se combin cu o micare relativ radial ntre piese i mijlocul de msurare.

3 2. 4. Abateri de poziie

1) ABATEREA DE LA COAXIALITATE I CONCENTRICITATE (STAS 7391 / 5 74) a)ABATEREA DE LA COAXIALITATE "APc"

(3.37)

(3.37)

Fig.3.29. Abaterea de la coaxialitate APc Abaterea de la coaxialitate reprezint distana maxim dintre axa suprafeei adiacente i axa dat ca baz de referin, msurat n limitele lungimii de referin. (fig.3.29.) Abaterea de la coaxialitate poate avea urmtoarele aspecte particulare : excentricitatea (dezaxarea) (fig.3.30.b), necoaxialitatea ncruciat (fig.3.30.c).

Fig.3.30. Aspecte ale abaterii de la coaxialitate b)ABATEREA DE LA CONCENTRICITATE " APc "

APc 2

cTP

Fig. 3.31. Abaterea de la concentricitate APc Abaterea de la concentricitate reprezint distana dintre centrul cercului adiacent al suprafeei considerate i baza de referin. Neconcentricitatea este cazul particular al abaterii de la coaxialitate cnd lungimea de referint este zero. (fig.3.31.). 2) ABATEREA DE LA SIMETRIE "APs" (stas 7391 / 5 - 74) Abaterea de la simetrie reprezint distana maxim dintre planele sau axele de simetrie ale suprafeelor adiacente considerate, msurate n limitele lingimii de referin sau ntr-un plan dat.(fig.3.32.)

APs 2

sTP (3.39)

(3.39)

Fig.3,32. Abaterea de la simetrie APs 3) ABATEREA DE LA POZIIA NOMINAL "APp " (stas 7391 / 6 - 75) Abaterea de la poziia nominal reprezint distana maxim dintre axa suprafeei adiacente, dreapta adiacent sau planul adiacent i poziia nominal a acrstora, msurat n limitele lungimii de referin. (fig.3.33.) Poziia nominal se determin fa de una sau mai multe baze de referin : drepte, axe, suprafee. B1 , B2 baze de referin N1 , N2 valori nominale E1 , E2 valori efective

APc 2

cTP

APs 2

sTP

Fig.3.33. Abaterea de la poziia nominal APp (3.4

3. 2. 5. nscrierea toleranelor de orientare, de btaie i de poziie pe desene

Toleranele de poziie sunt ncadrate n 12 clase de precizie, notate cu cifre romane de la I la XII n ordinea descrescatoare a preciziei. Conform STAS 7385 / 1 85 simbolurile pentru toleranele de orientare, btaie i poziie sunt cele din tabelul 3.7 :

Tabelul 3.7

Tipul toleranei Denumirea toleranei Simbolul

literal grafic

Tolerane de orientare

Tolerana la paralelism TPl

Tolerana la nclinare TPi

Tolerana la perpendicularitate TPd

Tolerane de btaie

Tolerana btaii circulare

radiale

TBr ; TBf

frontale

Tolerana btaii totale

radiale

TBr ; TBf

frontale

Tolerane de poziie Tolerana la concentricitate si

coaxialitate TPc

APp 2

pTP

Tolerana la simetrie TPs

Tolerana la poziia nominal TPp

Pe desenele de execuie ale pieselor, datele cu privire la toleranele de poziie se nscriu ntr-un cadru dreptunghiular mparit n dou sau trei csue (sau patru).n prima csu din stnga se trece simbolul grafic al toleranei de poziie, n a doua valoarea toleranei, iar n a treia (eventual) litera sau literele de identificare a bazei de referin. Cadrul cu tolerana de poziie. Se leag de suprafaa la care se refer printr-o linie terminat cu o sgeat. Dac este posibil, cadrul se leag cu o linie i cu baza de referin, aceasta nemaiavnd litera de identificare. [1], [8-11], [13] Exemple de criere pe desene a toleranelor de poziie (fig.3.34.) :

Fig. 3.34. Exemple de nscriere pe desen a toleranelor de poziie : a) la concentricitatea suprafeei exterioare fa de cea interioar (este un cerc concentric cu 0,02 mm) ; b) la coaxialitate a alezajului din stnga (este un cerc cu 0,1 mm concentric fa de alejajul din dreapta) ; c) la paralelism a suprafeei superioare fa de suprafaa inferioar (este de 0,02 mm pe o lungime de 100mm) ; d) la perpendicularitate a suprafeei frontale fa de axa piesei ; e) la unghiul de nclinare a axei gurii (este de 0,04 mm pe toat lungimea gurii) ; f) la

simetrie (este de 0,05 mm dispus simetric fa de axa gurii A) ; g) btaia radial maxim admis (0,02 mm pe toat lungimea suprafeei date) ; h) la poziia axei gurilor (este un cilindru cu 0,1 mm, coaxial cu poziia nominal).