Precizia geometrica a organelor de masini

PRECIZIA GEOMETRICA A ORGANELOR DE MASINI

1. PRECIZIA FORMEI GEOMETRICE A SUPRAFETELOR

1.1. Clasificare

Conform STAS 5730/1 - 85 abaterile de forma ale unei suprafete se impart in (fig. 1.) :

Fig.1. Abateri geometrice de forma

Abateri de ordinul 1 sau abateri macrogeometrice. In general aceste abateri sunt acelea pentru care raportul dintre pas si amplitudine este mai mare de 1000 (1) :

P_F / A_F > 1000

Abateri de ordinul 2 sau ondulatii . pentru care raportul dintre pas si amplitudine satisface relatia (2) :

50 ≤ P_w / A_w ≤ 1000

Abateri de ordinul 3 si 4 sau microgeometrice (rugozitatea suprafetelor), pentru care trebuie sa se respecte relatia (3) :

P_R / A_R < 50

Abaterile de ordinul 3 sunt cele care au un caracter periodic sau pseudoperiodic (striatii, rizuri) iar cele de ordin 4 sunt cele ce au un caracter neperiodic (goluri, pori, smulgeri de material, urme de scula, e.t.c.).

1.2 Precizia formei macrogeometrice

Forma geometrica a suprafetelor este impusa, ca si dimensiunile, de conditiile functionale ale pieselor si produselor finite. Dar, imperfectiunea sistemului tehnologic (M. U. S. D. P.), ca si neuniformitatea procesului de prelucrare , provoaca modificarea formei geometrice de la o piesa la alta, precum si fata de forma geometrica luata ca baza de comparatie. Aceste modificari se stabilesc si se trateaza prin asa numitele abateri de forma. [1-4], [6], [8-11], [13]

DEFINITII :

Suprafata nominala (geometrica) este suprafata reprezentata pe desen, definita geometric prin dimensiunile nominale, fara nici un fel de abateri de forma.

Profil nominal (geometric) este conturul rezultat prin intersectia suprafetei nominale cu un plan conventional, definit in raport cu aceasta suprafata.

Suprafata reala este suprafata care limiteaza corpul respectiv si il separa de mediul inconjurator.

Profil real este intersectia dintre o suprafata reala si un plan cu orientare data, sau interectia dintre doua suprafete reale (muchie reala).

Suprafata efectiva este suprafata obtinuta prin masurarea, apropiata ca forma de suprafata reala.

Profil efectiv este profilul obtinut prin masurare, apropiata ca forma de profilul real.

Suprafata adiacenta este suprafata de forma data, tangenta la suprafata reala (efectiva) dinspre partea exterioara a materialului piesei, si asezata astfel incat distanta maxima fata de aceasta sa fie minima in limitele suprafetei de referinta.

Profil adiacent este profilul de forma data, tangent la cel real (efectiv) dinspre partea exterioara a materialului piesei si asezat astfel incat distanta maxima fata de acesta sa fie minima in limitele lungimii de referinta.

Observatie :

Suprafata sau profilul adiacent are aceeasi forma cu suprafata sau profilul nominal, in schimb, in timp ce acesta din urma avand pozitia determinata de cotele nominale poate sau nu sa se afle in campul de toleranta al piesei, suprafata sau profilul adiacent este situat intodeauna in cadrul campului de toleranta.

Suprafata sau lungimea de referinta este suprafata sau lungimea in interiorul careia se determina abaterea de la forma dataa suprafeti, respectiv de la forma data profilului.

Observatie : pentru o anumita suprafata sau lungime de referinta exista o sigura suprafata respectiv profil adiacent , toate celelalte care nu indeplinesc conditia de adiacenta numindu-se suprafete sau profile tangente.(fig.2.)

h₁ = h_a < h₂ = h_t

Fig.2. Profilul adiacent

Abaterea de la forma este abaterea formei suprafetei (profilului) reale fata de forma suprafetei (profilului) adiacent (e) . marimea acesteia se determina ca fiind distanta maxima dintre suprafata sau profilul adiacent si suprafata sau profilul efectiv, masurata in limitele suprafetei , respectiv profilului de referinta.

Abaterea limita de forma este valoarea maxima admisa a abaterii de forma (valoarea minima este zero) .

Toleranta de forma este zona delimitata de abaterea limita de forma si egala cu aceasta.

Observatie : Abaterea de forma se determina intodeauna dupa normala la suprafata sau profilul adiacent in punctul considerat.

Cazuri particulare de suprafete si profile adiacente :

a)      Cilindrul adiacent este cilindrul cu diametru minim, circumscris suprafetei cilindrice exterioare reale la piesele de tip arbore, sau cilindru cu diametrul maxim, inscris suprafetei cilindrice interioare reale la piesele de tip alezaj, in limitele lungimii de referinta.

b)      Cerc adiacent este cercul cu diametru minim circumscris sectiunii transversale a suprafetelor exterioare reale la piesele de tip arbore, sau cercul cu diametru maxim inscris in sectiunea transversala a suprafetelor interioare reale la piesele de tip alezaj .

c)      Plan adiacent este planul tangent la suprafata reala, asezat astfel incat distanta maxima fata de acesta sa fie minima in limitele suprafetei de referinta .

d)     Dreapta adiacenta este dreapta tangenta la profilul real si asezata astfel incat distanta maxima fata de acesta sa fie minima in limitele lungimii de referinta.

1.2.1. Abateri de forma

In cele ce urmeaza sunt descrise abaterile de forma. Cat priveste abaterile limita de forma , ata cum am aratat mai sus, acestea sunt limitate de tolerantele de forma care conform STAS 7385/1-85 fac parte din categoria tolerantelor geometrice.[1-6], [8-10], [13], [22]

1) ABATEREA DE LA FORMA DATA SUPRAFETEI 'AF_S' (STAS 7391/1-74)

Reprezinta cazul cel mai general al abaterilor de forma. (fig.3)

	AFS ≤ TFS

Fig.3 . Abaterea de la forma data a suprafetei AF_S

ABATEREA DE LA FORMA DATA A PROFILULUI 'AF_f' (STAS 7391/1-74)

Sectionand o suprafata de forma oarecare cu un plan perpendicular pe suprafata adiacenta, se obtine abaterea de le forma data a profilului dupa directia de sectionare considerata. (fig.4.)

AFf ≤ TFF

   

Fig.4. Abaterea de la forma data a profilului AF_f

3) ABATEREA DE LA CILINDRITATE 'AF_l' ( STAS 7391/1-74) (fig.5.)

Fig.5. Abaterea de la cilindricitate

a)      cilindru exterior ; b) cilindru interior

Cazuri particulare ale abaterii de la circularitate (fig.6.) :

Fig.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 'AF_C' (STAS 7391/1-74) (fig.7.)

AFC ≤ TFC

Fig.7. Toleranta la circularitate TF_C

Cazuri particulare ale abaterii de la circularitate :

a)      Ovalitatea (fig.8.)

O_V = d_max - d_min = 2AF_C

b)      Poligonalitatea (fig.9.) Fig.8. Ovalitatea

Fig.9. Abaterea de la circularitate

a)      numar par de laturi ; b) numar impar de laturi

b)     

Observatie :    In cazul poligoanelor cu un numar impar de laturi, dimensiunea transversala masurata in oricare directie este aproximativ constanta iar abaterea de la circularitate se poate evidentia numai prin bazarea piesei intre varfuri sau pe prisme.

5)ABATEREA DE LA PLANITATE 'AF_P' (STAS 7391/1-74) (fig.10.)

(10)

Fig.10. Abaterea de la planitate AF_P

Cazuri particulare (fig.11.) :

Fig.11. Forme ale abaterii de la planitateaa)concavitatea ; b) convexitatea

6) ABATEREA DE LA RECTILINITATE 'AF_r' (STAS 7391/1-74) (fig.12.)

Fig.12. Abaterea de la rectilinitate AF_r

Cazuri particulare (fig.1) :

Fig.1 Forme ale abaterii de la rectilinitate

a)concavitate b) convexitate

1.2.2. Inscrierea tolerantelor de forma pe desene

Simbolurile pentru tolerantele de forma conform STAS 7385 - 85 sunt urmatoarele (tabelul 1) : [1-2], [8-9], [11], [13]

Pe desenele de executie ale pieselor, datele cu privire la tolerantele de forma se inscriu intr-un cadru dreptunghiular impartit in doua sau trei casute trasat cu linie mijlocie continua. In casuta din stanga se trece simbolul grafic al tolerantei, iar in cealalta (sau celelalte) se trece valoarea tolerantei in milimetri, raportata la toata suprafata (lungimea) sau numai la o anumita suprafata (lungime) de referinta. Cadrul cu toleranta de forma se leaga de suprafata la care se refera printr-o linie de indicatie terminata cu o sageata. [1-2], [8-9], [13]

Tabelul 1

Cateva exemple de inscriere a tolerantelor de forma se dau in fig.14 :

Fig.14. Exemple de inscriere pe desen a tolerantelor de forma

a) la circularitate, de 0,02 mm in orice sectiune la exteriorul bucsei ; b) la cilindricitate, de 0,01 mm pe lungimea de 100 mm a suprafetei respective ; c) la rectilinitate, de 0,04 mm pe orice lungime de 100 mm a suprafetei date ; d) la planitate, de 0,06 mm pe toata suprafata piesei ; e) la forma profilului sablonului, de 0,02 mm in orice sectiune paralela cu planul de proiectie ; f) la forma suprafetei date, de 0,03 mm in orice sectiune ;

1.3 Ondulatia suprafetelor

Ondulatia suprafetelor este o abatere geometrica de ordinul 2 pentru care are loc relatia (2) : 50 ≤ P_w / A_w ≤ 1000. principalul parametru de apreciere a ondulatiei este adancimea medie W_Z in cinci puncte , care este egala cu media aritmetica a cinci inaltimi maxime ale ondulatiei determinate in limitele a cinci lungimi de baza egale (fig.15.) [2-3], [8-9], [11]

l_w1 = l_w2 = l_w3 = l_w4 = l_w5

Fig.15. Ondulatia suprafetelor

W_z = w₁ + w₂ +w₃ + w₄ +w₅

Ondulatia se prescrie numai cand acest lucru este absolut necesar din punct de vedere functional, sau cand, prin procedeul de prelucrare aplicat, este posibila generarea ei.

Cauzele aparitiei ondulatiei pot fi : abaterile de forma ale taisului sculei, vibratiile de joasa frecventa ale sculei sau ale masinii unelte, e.t.c. [1], [8-9], [11]

Valorile, in µm, recomandate pentru adancimea medie a ondulatiei W_z dupa STAS 5730/2 -85 sunt date in tabelul 2 :

Tabelul 2

1.4. Rugozitatea suprafetelor

1.4.1. Generalitati. Definitii

Rugozitatea suprafetelor reprezinti ansamblul microneregularitatilor de pe suprafata unei piese, cu pas relativ mic in raport cu adancimea (3): P_R / A_R < 50.

Conform STAS 5730/1 - 85, rugozitatea este considerata fie abaterea geometrica de ordin 3 (cand are caracter periodic sau pseudoperiodic :striatii, rizuri), fie de ordinul ?? (cand are caracter neperiodic : smulgeri de material, urme de scule, goluri pori, e.t.c.).[1-2],[8], [13] Rugozitatea se datoreste miscarii oscilatorii a varfului sculei, frecarii dintre varful acesteia si suprafata piesei, vibratiilor de inalti frecventa ale sculei si masinii unelte, e.t.c. existenta microneregularitatilor pe suprafetele pieselor prezinta in conditii functionale mai severe o serie de dezavantaje : micsoreaza suprafata efectiva de contact, inrautateste conditiile de functionare si frecare ale pieselor, constituie concentratori de tensiuni care duc la scaderea rezistentei la oboselala, constituie amorse de coroziune electrochimica, scade etanseitatea, modifica (prin tocirea vafurilor) dimensiunile efective ale pieselor s implicit caracterul ajustajelor.[1] Pe de altaparte, i absent microregularitatlor, mentnerea peliculei de ulei pe suprafetle i contact se realizeaza extrem de greu la o ungere normala. In acest sens, mentinerea peliculei este mai buna atunci cand viteza relativa dintre suprafete este normala pe directia de orientare a rugozitatii. [1]

Practic suprafetele in contact trebuie sa aiba o rugozitate optima care se stabileste corespunzator conditiilor de functionare (viteza de deplasare, marimea suprafetei de contact, marimea si caracterul solicitarilor , precizia dimensionala, e.t.c.)

Aprecierea rugozitatii suprafetelor se poate face pe baza mai multor sisteme, cele mai uzulale fiind urmatoarele : [1-4]

-sistemul liniei medii (M)

-sistemul liniei infasuratoare (E)

-sistemul liniei adiacente (A)

-sistemul diferentelor variabile

In sistemul liniei infasuratoare (E), evaluarea numerica a rugozitatii suprafetelor se face in raport cu linia care infasoara, in exteriorul, profilul real si care se obtine prin parcurgerea profilului cu ajutorul unui palpator cu raza de curbura mare: centrul palpatorului descrie o traiectorie, care deplasata cu valoarea razei palpatorului, reprezinta linia infasuratoare. Pentru evaluarea rugozitatii, profilul real este parcurs de un al doilea palpator cu raza de curbura foarte mica astfel incat sa se inscrie intre microneregularitati. Se obtine astfel profilul efectiv. Determinarea rugozitatii se va face, masurandu-se perpendicular pe profilul geometric abaterile profilului efectiv in raport cu linia infasuratoare.

1.4.2. Sistemul liniei medii (M)

Este cel mai cunoscut si utilizat pe plan international. In cadrul acestui sistem ca linie de referinta pentru evaluarea rugozitatii este aleasa linia medie (M) a profilului, sau o linie echidistanta cu aceasta. (fig.16.) [1-4], [6-11], [13]

Fig.16. Parametrii de rugozitate in sistemul liniei medii

DEFINITII :

Linia medie a profilului (m) este linia care are forma profilului nominal si care, in limitele lungimii de baza, imparte profilul efectiv astfel incat suma patratelor ordonatelor(y₁,y₂,..,y_n) profilului in raport cu aceasta linia sa fie minima, respectiv (13) :

minim

Lungimea de baza (l) este lungimea liniei de referinta aleasa conventional pentru a defini rugozitatea fara influienta celorlalte abateri geometrice.

Linia exterioara a profilului (e) este linia paralela cu linia medie, care in limitele lungimii de baza , trece prin punctul cel mai inalt al profilului efectiv (nu se iau in consideratie proeminentele cu caracter intamplator, constituind exceptie evidenta).

Pasul neregularitatilor (s) este distanta intre punctele cele mai de sus a doua proeminente consecutive ale profilului efectiv.

Pentru determinarea cantitativa a rugozitatii, in sistemul M se folosesc in principal, urmatorii parametri caracteristici :

-Abaterea medie aritmetica a rugozitatii (R_a), respective media aritmetica a valorilor absolute ale ordonatelor profilului efectiv fata de linia medie considerata ca origine (14):

(14)

sau aproximativ (15):

in care (16):

reprezinta adancimea de nivelare a rugozitatii.

-Adancimea medie in 10 puncte a rugozitatii (R_z), respective diferenta intre media aritmetica a ordonatelor celor mai de sus cinci proeminente si a ordonatelor celor mai de jos cinci goluri ale profilului efectiv, masurate in limitele lungimii de baza, de la o dreapta paralela cu linia medie si care nu intersecteaza profilul (fig.17.):

Fig.17. Determinarea adancimii medii a rugozititii R_z

-Adancimea toatala a rugozitatii (R_max) , respective distanta pe axa ordonatelor, intre punctul cel mai inalt si punctul cel mai de jos ale profilului (18) :

R_max = (Y_R)_max - (Y_R)_min (18)

Sau, mai simplu distanta dintre liniile exterioare si interioare ale profilului.

Observatie : Intre parametrii R_z si R_a exista o relatie de corespondenta de forma(19) :

(19)

Valorile numerice, in mm, lungimii de baza l, sunt date in tabelul 3 :

Tabelul 3

Valorile numerice, in µm, ale parametrilor R_a, R_z, si R_max, dupa STAS 5730/2 - 85, sunt date in tabelul 4

Tabelul 4.

-Pasul mediu al rugozitatii (S) (20)

(20)

-Pasul mijlociu al rugozitatii (S_m) (21)

(21)

-Profilul portent al rugozitatii (t_pr) (22) :

(22)

Observatie : Se calculeaza pentru diferite procente din R_max,

-Raza de racordare la varf a rugozitatii (r), este un parametru important ce caracterizeaza modul de comparare in exploatare a suprafetei .

In STAS 5730/2 - 85 se prevad 14 clase de rugozitate notate si se da corespondenta aproximativa dintre acestea si valorile preferentiale ale parametrilor R_a, R_z, si l, conform tabelului 5 : [1], [6], [9], [13]

Tabelul 5

Pentru a separa rugozitatea suprafetei de ondulatii si abateri macrogeometrice se va determina rugozitatea numai in limitele lungimi de baza ' l ' (corespunzatoare rugozitatii respective). Aceasta deoarece valorile parametrilor R_a , R_z ,pentru o anumita suprafata cresc cu marimea ' l ' putand fi interpretate (tratate) ca rugozitati si abateri de forma de ordin inferior (ondulatii sau abateri macrogeometrice). (fig.18.)

Fig.18. Variatia parametrului de rugozitate R_a cu lungimea de baza

1. 4. Inscrierea rugozitatii pe desene

Inscrierea rugozitatii pe desene se face conform STAS 612 - 8 Simbolul de baza este urmatorul (Fig19.) :

h - inaltimea cifrelor cu care se inscriu cotele pe desen

A- adaosul de prelucrare

B - marimea limita a rugozitatii

C - date suplimentare privind tehnologia de prelucrare

D - lungimea de baza ( cand difera de cea STAS)

E - simbolul orientarii urmelor

Fig.19. Simbolul rugozitatii

Simbolurile pentru reprezentarea pe desen a orientarii neregularitatilor, conform STAS 612 - 83, sunt date in tadelul 6 : [1], [6], [9]

Exemple de inscriere a rugozitatii pe desene de executie (fig.20) :

Tabelul 6

- indepartare obligatorie de material

- mentinerea suprafetei respective in stadiul de la operatia precedenta

- valoarea maxima a rugozitatii R_a [µm]

- valoarea clasei de rugozitate

- valoarea maxima a rugozitatii R_z [µm]

- valoarea limetelor admise a rugozitatii R

- lungimea de baza diferita de cea STAS

-date tehnologice suplimentare

- indicarea orientarii neregularitatilor

- indicarea adaosului de prelucrare

1. 4. 4. Influienta rugozitatii asupra calitatii functionale a suprafetelor

Diferitii parametrii ai rugozitatii influenteaza, uneori in mod decisiv, calitatea functionala a suprafetelor respective.

In ceia ce priveste fenomenul frecarii si al uzurii este necesar ca suprafata prelucrata sa aiba rugozitatea optima impusa de conditiile de functionare. Cercetarile efectuate au aratat ca rugozitatile initiale ale suprafetelor care lucreaza in conditii date se schimba si tind catre cea optima (care poate fi mai mica sau mai mare decat rugozitatea initiala). Influenta rugozitatii asupra frecarii si uzurii se manifesta nu numai prin parametrii R_a , R_z ci si prin pas, raza de racordare, orientare. De exemplu in mecanica fina, coeficientul de frecare la deplasarea unor mecanisme este influentat de orientarea neregularitatilor, fiind indicat ca acestea sa fie orientate in lungul directiei de deplasare. In schimb, o suprafata cu asperitatile perpendiculare pe directia de deplasare va retine mai bine lubrifiantul. Cercetarile experimentale au aratat ca in ceea ce priveste rezistenta la uzura, orientarea la 45 a neregularitatilor fata de directia de deplasare a suprafetelor produce uzura cea mai mica, iar orientarea acestora pe directia de deplasare produce uzura maxima.(fig.21.) [2], [6]

Fig. 21. Uzura unei piese, in functie de orientarea neregularitatilor (reprezentata prin directia hasurilor)

Datorita uzurii microasperitatilor, rugozitatea influenteaza si asupra mentinerii caracterului imbinarilor, respective asupra marimii efective a jocurilor sau strangerilor ce rezulta in urma unei asamblari. [2], [8] Intre jocurile, respective strangerile efective ce rezulta in urma unei asamblari si jocurile respective strangerile teoretice, determinate pe baza diferentei dimensiunilor efective ale alezajului si arborelui inainte de asamblare exista relatiile(23) :

J_e = J_c + 1,2 (R_{z D} + R_{z d})  ; J_c = D - d = A - a

S_o = S_c - 1,2 (R_{z D} + R_{z d}) ; S_c = d - D = a - A

Aceasta, deoarece rugozitatile celor doua suprafete conjugate se tocesc in primele minute de functionare (la ajustajele cu joc) sau in timpul presarii (la ajustajele cu strangere), in proportie de 60% din marimea lor.

Orientarea rugozitatii influenteaza si asupra rezistentei la oboseala a pieselor aceasta este mai mica daca solicitarea se face transversal pe directia rizurilor decat daca aceasta se face in lungul lor. Influenta rugozitatii asupra rezistentei la oboseala se manifesta atat prin efectul de concentratori de tensiuni cat si prin distrugerea in straturile superficiale ale materialului a integritatii grauntilor cristalini. Pe fundul rizurilor de prelucrare, la piesele din otel se dezvolta tensiuni de 1,5 ÷ 2 ori mai mari decat tensiunile medii ce actioneaza asupra stratului superficial . [2], [6]

Deasemenea, practica a dovedit ca o suprafata prelucrata mai neted rezista mai bine la coroziune, viteza de coroziune variind, intr-o oarecare masura, cu netezimea de suprafata. [2], [6]

Desigur rugozitatea influenteaza si asupra altor proprietati functionale ale suprafetelor : etanseitatea imbinarilor rigiditatea de contact, stabilitatea la vibratii.

Observatie : influenta rugozitatii asupra proprietetilor functionale ale suprafetelor se manifesta atat prin parametrii privind amplitudinea, (R_a, R_z, R_max) cat si prin ceilalti parametrii : orientare, pas, procentaj portant, raza de racordare, e.t.c

1. 4. 5. Legatura dintre rugozitate, tolerante dimensionale si rolul functional al pieselor

Valorile rugozitatii suprafetelor trebuie corelate cu valorile tolerantelor dimensionale si cu rolul functional al pieselor. Exista mai multe grupe de relatii care dau legatura dintre rugozitate si toleranta dimensionala, dintre care(24 ÷ 27) :

R_z = (0,10 ÷ 0,15) T_{D , d ;}   D , d > 50 mm

R_z = (0,15 ÷ 0.20) T_{D , d}   ; 18 ≤ D , d ≤ 50 mm (24)

R_z = (0,20 ÷ 0,25) T_{D , d} ; D , d < 18 mm

in care :

R_z - rugozitatea [µm]

N - dimensiunea nominala a asamblarii [mm]

T_{D , d} - toleranta dimensiunii alezajului, respectiv arborelui [µm]

A = 45 ; n = 0,93 ; m = 0,13 ;

K = 0,475 (piese in miscare relativa); k = 0,57 (restul)]

R_z = (0,05 ÷ 0,07) T_{D , d}   ; (ajustaje cu joc)

R_z = (0,08 ÷ 0,10) T_{D , d} ; (ajustaje intermediare) (26)

R_z = (0,10 ÷ 0,12) T_{D , d}    ; (ajustaje cu strangere)

R_z ≤ 0,25 T_{D , d}  ; (pentru preciziile 5 ÷ 10 ISO)

R_z ≤ 0,125 T_{D , d} ; (pentru preciziile 11÷ 16 ISO)  (27)

Problema nu se pune asemanator si in cazul cand rugozitatea este conditia obligatorie care asigura un anumit rol functional piesei. De exemplu, in cazul oglinzilor metalice, este necesara o rugozitate minima, pentru a asigura un coeficient mare de reflexie, conditie care trebuie asigurata independen de marimea oglinzii.

2. PRECIZIA DE ORIENTARE, DE BATAIE SI DE POZITIE A SUPRAFETELOR

2. 1. Generalitati. Clasificare. Notiuni si definitii

Din puncut de vedere functional orientarea, bataia ti pozitia suprafetelor, profilurilor, planelor sau axelor de simetrie este extrem de importanta, ea determinand impreuna cu dimensiunile si forma suprafetelor, calitatea si precizia pieselor si organelor de masini luate separat, cat si a masinilor si aparatelor in ansamblu. [1- 6], [8 - 11], [13]

Conform STAS 7385 / 1 - 85 precizia de orientare, de bataie si de pozitie se refera la elemente asociate (precizia pozitiei unui element oarecare se indica in raport cu un alt element denumit baza de rezerinta) si se prescrie prin tolerante de orientare, de bataie si de pozitie (care impreuna cu tolerantele de forma constituie tolerantele geometrice).

Conform STAS tolerantele de orientare cuprind toleranta la paralelism, toleranta la perpendicularitate si toleranta la inclinare ; tolerantele de bataie includ toleranta bataii circulare (radiale sau frontale) si toleranta bataii totale (radiale sau frontale) iar tolerantele de pozitie cuprind toleranta la pozitia nominala, toleranta la concentricitate si la coaxilailtate si toleranta la simetrie.

Pentru concizia (comoditatea) exprimarii. In cele ce urmeaza vom cuprinde abaterile respectiv tolerantele de orientare de pozitie sau de bataie sub denumirea generica (generala) de abateri de pozitie respectiv tolerante de pozitie.

DEFINITII :

Pozitia nominala reprezinta pozitia suprafetei, profilului, axei sau planului de simetrie, determinata prin cote nominale liniare si / sau ungiulare, fata de baza de referinta sau fara de o alta suprafata, profil, axa sau plan de simetrie.

Baza de referinta reprezinta suprafata, linia sau punctul fata de care se determina pozitia nominala a suprafetei sau elementului considerat.

Abaterea de pozitie reprezinta abaterea de la o pozitie nominala a unei suprafete, axa, profil sau plan de simetrie fata de baza de referinta sau abaterea de la pozitia nominala reciproca a unor suparefete, axa, profile sau plane de simetrie. Ea este data de distanta maxima dintre pozitia efectiva si cea nominala masurata in limitele de referinta (28) :

AP = E - N

in care :

AP - abaterea efectiva de pozitie

E - cota ce determina pozitia efectiva

N - cota ce determina pozitia nominala

Abaterea limita de pozitie reprezinta valoarea maxima admisa (pozitiva sau negativa ) 'AP_max' a abaterii de pozitie.

Toleranta de pozitie reprezinta intervalul sau zona determinata de abaterile limita de pozitie 'TP'. Toleranta de pozitie poate fi egala cu zero (fig.22.a) sau cu dublul acesteia, daca abaterea infereioara de pozitie este egala si de semn contrar cu cea superioara(fig.22.b)

Fig.22. Abateri si tolerante de pozitie

In prima categorie intra abaterile de la paralelism ' AP_l' ,de la inclinare 'AP_i' de la perpendicularitate 'AP_d' , bataia radiala 'AB_r' si bataia frontala 'AB_p'.

In cea de a doua categorie intra abaterile de la coaxialitate si concentricitate 'AP_c', de la simetrie 'AP_s' si de la pozitia nominala 'AP_p'.

2. 2. Abateri de orientare

ABATEREA DE LA PARARELISM ' AP_l' (STAS 7391 / 3 - 74)

a)      Abaterea de la parelism a doua drepte in plan este diferenta dintre distanta maxima si cea minima dintre cele doua drepte adiacente masurate in limitele lungimii de referinta. (fig.2)

AP_l = A - B (29)

	APl ≤ TPl

Fig.2 Abaterea de la pararelism AP_l

b)      Daca cele doua drepte au o pozitie oarecare in spatiu (sunt incrucisate), abaterea de pozitie se descompune in doua plane reciproc perpendiculare, rezultand doua componente '' si ''.

c)      Abaterea de la paralelism dintre o dreapta si un plan reprezinta diferenta dintre distanta maxima si cea minima dintre dreapta adiacenta si planul adiacent, masurata in limitele lungimii de referinta, in planul perpendicular pe planul adiacent si care contine dreapta adiacenta.

d)     Abaterea de la paralelism a doua plane reprezinta diferenta dintre distanta maxima si cea minima dintre cele doua plane adiacente, masurata in limitele suprafetei de referinta.

e)      Abaterea de la paralelism dintre un plan si o suprafata de rotatie reprezinta diferenta dinre distanta maxima si cea minima dintre axa suprafetei adiacente de rotatie si planul adiacent, in limitele lungimii de referinta. (fig. 24. a)

f)       Abaterea de la paralelism a doua suprafete de rotatie se poate determina in plan sau in spatiu, analog ca abaterea de la paralelism a doua drepte, in plan sau in spatiu, intre axele suprafetelor adiacente considerate.(fig. 24.b)

Fig. 24 Cazuri de abatere de la pararelism

Observatie : Pentru determinarea corecta a acestor abateri este necesara materializarea corecta a planelor adiacente precum si a suprafetelor si axelor suprafetelor adiacente. Numai asa se poate face o distinctie neta intre marimea abaterilor de forma si a abaterilor de pozitie.

Toleranta la paralelism (TP_l) este egala cu valoarea maxima admisa a abaterii de la paralelism.

2)ABATEREA DE LA INCLINARE 'AP_i' (STAS 7391 / 3 - 74)

Abaterea de la inclinare este egala cu diferenta dintre unghiul format intre dreptele sau suprafetele adiacente respective si unghiul nominal, masurata liniar, in limitele lungimii de referinta.(fig.25.)

Toleranta la inclinare este egala cu valoarea maxima admisa a abaterii de la anclinare.

	APi ≤ TPi

Fig. 25. Abaterea de la inclinare AP_i

ABATEREA DE LA PERPENDICULARITATE 'AP_d' (STAS 7391 / 3 - 74)

Abaterea de la perpendicularitate reprezinta un caz particular al abaterii de la inclinare, cand unghiul nominal este de 90.

Deosebim abaterea de la perpendicularitate a doua drepte, a doua suprafete de rotatie, sau a unei suprafete de roatatie fata de o dreapta, a unei drepte sau suprafete de roatatie fata de un plan, a doua plane, e.t.c. (fig.26.)

APd ≤ TPd

Fig 25. Abaterea de la perpendicularitate AP_d

2. Abateri de bataie

2. 1. Abaterea bataii circulare

1)BATAIA RADIALA 'AB_r' ( STAS 7391 / 5 -74)

Bataia radiala reprezinta diferenta dintre distanta maxima si cea minima, de la suprafata efectiva (reala) la axa ei efectiva de rotatie, masurata in limitele lungimii de referinta.(fig.27.).

ABr ≤ TBr

Fig.27. Bataia radiala AB_r

AB_r = a_max - a_min    (34)

Se observa ca bataia radiala se pune in evidenta numai in functionarea produsului, putand fi determinata de o alta abatere de pozitie (abaterea de la coaxialitate) sau/si de o abatere de forma (abaterea de la cilindricitate) a suprafetei exterioare.

2)BATAIA FRONTALA 'AB_f' (STAS 7391 / 5 - 74)

Bataia frontala este egala cu diferenta dintre distanta maxima si cea minima de la suprafata reala (efectiva), la un plan perpendicular pe axa de rotatie de referinta, masurata in limitele lungimii de referinta sau la un diametru dat. (fig. 28.)

ABf ≤ TBf

(35)

Fig. 28. Bataia frontala AB_f

AB_f = a_max - a_min (36)

Ca si bataia radiala, bataia frontala poate fi determinata de o alta abatere de pozitie (abaterea de la perpendicularitate), sau de o abatere de forma (abaterea de la planitate).

2. 2. Abaterea bataii totale

BATAIA TOTALA RADIALA -se deosebeste de bataia radiala prin aceea ca la determinare se combina miscarea de rotatie a piesei in jurul axei de referinta cu o miscare axiala relativa intre piese si mijlocul de masurare.

BATAIA TOTALA FRONTALA - se deosebeste de bataia frontala prin aceea ca la determinare miscarea de rotatie a piesei in jurul axei de referinta se combina cu o miscare relativa radiala intre piese si mijlocul de masurare.

3 2. 4. Abateri de pozitie

ABATEREA DE LA COAXIALITATE SI CONCENTRICITATE (STAS 7391 / 5 - 74)

a)ABATEREA DE LA COAXIALITATE 'AP_c'

(37)

APc ≤

Fig.29. Abaterea de la coaxialitate AP_c

Abaterea de la coaxialitate reprezinta distanta maxima dintre axa suprafetei adiacente si axa data ca baza de referinta, masurata in limitele lungimii de referinta. (fig.29.)

Abaterea de la coaxialitate poate avea urmatoarele aspecte particulare : excentricitatea (dezaxarea) (fig.30.b), necoaxialitatea incrucitata (fig.30.c).

Fig.30. Aspecte ale abaterii de la coaxialitate

b)ABATEREA DE LA CONCENTRICITATE ' AP_c '

APc ≤

Fig. 31. Abaterea de la concentricitate AP_c

Abaterea de la concentricitate reprezinta distanta dintre centrul cercului adiacent al suprafetei considerate si baza de referinta. Neconcentricitatea este cazul particular al abaterii de la coaxialitate cand lungimea de referintta este zero. (fig.31.).

2) ABATEREA DE LA SIMETRIE 'AP_s' (stas 7391 / 5 - 74)

Abaterea de la simetrie reprezinta distanta maxima dintre planele sau axele de simetrie ale suprafetelor adiacente considerate, masurate in limitele lingimii de referinta sau intr-un plan dat.(fig.32.)

APs≤

AP_s≤ (39)

Fig.3 . Abaterea de la simetrie AP_s

3) ABATEREA DE LA POZITIA NOMINALA 'AP_p ' (stas 7391 / 6 - 75)

Abaterea de la pozitia nominala reprezinta distanta maxima dintre axa suprafetei adiacente, dreapta adiacenta sau planul adiacent si pozitia nominala a acrstora, masurata in limitele lungimii de referinta. (fig.3)

Pozitia nominala se determina fata de una sau mai multe baze de referinta : drepte, axe, suprafete.

B₁ , B₂ - baze de referinta

N₁ , N₂ - valori nominale

E₁ , E₂ - valori efective

Fig.3 Abaterea de la pozitia nominala AP_p

(4

2. 5. Inscrierea tolerantelor de orientare, de bataie si de pozitie pe desene

Tolerantele de pozitie sunt incadrate in 12 clase de precizie, notate cu cifre romane de la I la XII in ordinea descrescatoare a preciziei. Conform STAS 7385 / 1 - 85 simbolurile pentru tolerantele de orientare, bataie si pozitie sunt cele din tabelul 7 :

Tabelul 7

Pe desenele de executie ale pieselor, datele cu privire la tolerantele de pozitie se inscriu intr-un cadru dreptunghiular impartit in doua sau trei casute (sau patru).In prima casuta din stanga se trece simbolul  grafic al tolerantei de pozitie, in a doua valoarea tolerantei, iar in a treia (eventual) litera sau literele de identificare a bazei de referinta. Cadrul cu toleranta de pozitie. Se leaga de suprafata la care se refera printr-o linie terminata cu o sageata. Daca este posibil, cadrul se leaga cu o linie si cu baza de referinta, aceasta nemaiavand litera de identificare.

Exemple de icriere pe desene a tolerantelor de pozitie (fig.34.) :

Fig. 34. Exemple de inscriere pe desen a tolerantelor de pozitie :

a) la concentricitatea suprafetei exterioare fata de cea interioara (este un cerc concentric cu ф 0,02 mm) ; b) la coaxialitate a alezajului din stanga (este un cerc cu ф 0,1 mm concentric fata de alejajul din dreapta) ; c) la paralelism a suprafetei superioare fata de suprafata inferioara (este de 0,02 mm pe o lungime de 100mm) ; d) la perpendicularitate a suprafetei frontale fata de axa piesei ; e) la unghiul de inclinare a axei gaurii (este de 0,04 mm pe toata lungimea gaurii) ; f) la simetrie (este de 0,05 mm dispusa simetric fata de axa gaurii A) ; g) bataia radiali maxima admisa (0,02 mm pe toata lungimea suprafetei date) ; h) la pozitia axei gaurilor (este un cilindru cu ф 0,1 mm, coaxial cu pozitia nominala).